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471	Structure et dynamique de protéines intrinsèquement désordonnées : Caractérisation par une approche combinant dynamique moléculaire avancée et SAXS / Structure and dynamic of intrinsically disordered proteins : Characterization by an approach combining advanced molecular dynamics and small angle Xray scattering (SAXS) Chan Yao Chong, Maud 15 October 2019 (has links) Le travail de thèse consistera à explorer et caractériser l'ensemble conformationnel de protéines intrinsèquement désordonnées (IDPs) en utilisant plusieurs techniques complémentaires, notamment des simulations avancées de dynamique moléculaire et la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS). Les IDPs sont des protéines possédant une ou plusieurs régions n'ayant pas de structures secondaires stables lorsqu'elles sont isolées, mais pouvant en adopter lors de leur association avec de multiples autres protéines. La question, à laquelle ce travail souhaite répondre dans le cas de trois IDPs, est de savoir si ces éléments de structures secondaires, formés à l'interfaces des complexes protéine-protéine, pré-existent de façon transitoire, ou non, à l'état non-lié des IDPs en solution. S'il est possible d'identifier et de caractériser ces éléments de reconnaissance moléculaire dans les IDPs isolées, alors les résultats de ce travail permettront de guider par la suite la détermination des structures de complexes protéiques impliquant des IDPs. / The PhD work will consist in exploring and characterizing the conformational ensemble of intrinsically disordered proteins (IDPs), by using several complementary methods, including enhanced molecular dynamics simulations and small angle X-ray scattering (SAXS). IDPs are proteins having one or several regions that lack stable secondary structures in the unbound state, but which can adopt various structured conformations to bind other proteins. In the case of three IDPs, the project aims to answer the question of whether these secondary structures formed at the protein-protein interfaces transiently pre-exist or not in the unbound state of solvated IDPs. If it is possible to identify and characterize these molecular recognition features (MoRFs) in the IDP unbound state, then the results of this work will subsequently help to determine the structures of protein complexes involving IDPs. Interaction protéine-Protéine Ensemble conformationnel Elément de reconnaissance moléculaire Intrinsically disordered proteins Molecular dynamics with exchange replica Small angle X-Ray scattering (SAXS) Protein-Protein interaction Conformational ensemble Molecular Recognition Feature
472	Étude cinétique du mécanisme de transfert de proton dans une réaction acidobasique en milieu aqueux Legault-St-Germain, Félix 10 1900 (has links) Les détails du mécanisme d’une réaction acidobasique sont encore nébuleux au sein de la communauté scientifique. Les résultats présentés dans cet ouvrage suggèrent un modèle mécanistique général basé sur la théorie de l’état de transition pour une réaction acidobasique en milieu aqueux. Ce modèle est proposé après l’analyse méticuleuse de 56 simulations mettant en avant-plan une réaction de transfert de proton entre le phénol et l’acétate dans l’eau. Cette réaction passe par différents nombres d’acteurs, incluant l’acide, la base et le nombre de molécules d’eau impliquées dans le transfert. Ce modèle général regroupe de nombreux mécanismes par lesquels le transfert de proton survient. Il s’agit notamment de procédés impliquant différents nombres de molécules d’eau intermédiaires (1, 2, 3, 4 ou 5), mais aussi des cas où l’acide entre en contact direct avec la base et des cas où la déprotonation de l’acide semble indépendante de la base. Cette proposition présente aussi une nouvelle définition quantitative des mécanismes concerté et séquentiel jusqu’ici différenciés qualitativement dans la littérature. / The details of the acid-base reaction mechanism are still rather vague among the scientific community. The results shown in this document suggest a general mechanism predicated on the transition state theory for the acid-base reaction in an aqueous environment. This model is offered after a meticulous analysis of 56 computational simulations presenting a proton transfer reaction between a phenol derivative and the acetate ion in water. The number of actors greatly varies from one reaction to another, including the acid, the base and the numerous water molecules engaged in the transfer. This general model encompasses many sub-mechanisms leading to the proton transfer completion. Mostly, the processes involve different amounts of bridging water molecules (1, 2, 3, 4 or 5). Yet, it also showcases scenarios where the acid interacts directly with the base and some situations where the acid deprotonation seems to behave independently from the base. This proposal further offers a new, quantitative distinction between the concerted and sequential mechanisms rather than the until-now qualitative description in the literature. Dynamique moléculaire Visualisation moléculaire Complexe aqueux Molécule d'eau Transfert de proton Cinétique Réaction acidobasique Mécanisme réactionnel Chimie computationnelle Simulation Molekel Mécanisme concerté Mécanisme séquentiel Molecular Dynamics Molecular visualisation Aqueous complex water molecule Proton transfer Kinetics Acid-base reaction Computational chemistry Concerted mechanism Sequential mechanism
473	Potentiel interatomique en apprentissage-machine à la volée pour la technique d'activation-relaxation Sanscartier, Eugène 12 1900 (has links) Une approche donnant de meilleurs résultats pour les potentiels interatomiques en apprentissage-machine à la volée est proposée en comparant trois approches pour la recherche de processus activés par la technique d'activation-relaxation. Tout d'abord, nous discutons de l'intérêt et des enjeux de l'utilisation des potentiels en apprentissage-machine et justifions l'utilisation de l'apprentissage à la volée pour la recherche de processus activés. Cela nous mène à présenter la forme générale des potentiels en apprentissage-machine, quelques modèles via leurs descripteurs de configuration atomique, paramètres et hyperparamètres ainsi que la méthode de l'apprentissage à la volée. Ensuite, nous présentons les méthodes d'exploration utilisées et les détails d'intégration du potentiel à la volée. Enfin, nous menons une étude comparative des trois approches pour un système de Si et de SiGe avec diffusion de lacune. La méthodologie proposée de potentiel de haute précision permet d'étendre la gamme de problèmes pouvant être étudiés par la technique d'activation-relaxation. / An approach giving better results for on-the-fly machine learning interatomic potential proposed by comparing three approaches for exploration of activated processes by the activationrelaxation technique. We first discuss the interest and challenges of on-the-fly machine learning potential and justify the use of on-the-fly learning for the search for activated processes. This leads us to present the general form of machine learning potentials and some models via their atomic configuration descriptors, parameters and hyperparameters as well as the on-the-fly learning method. Then, the exploration methods used are defined and the details of the integration of the potential are presented. Finally, a study is conducted comparing the three approaches for a Si and SiGe system with vacancy diffusion. The proposed methodology of high-precision potential allows to extend the range of possible problems to be studied by the activation-relaxation technique. Surface de potentiel Technique d'activation-relaxation Apprentissage-machine Apprentissage à la volée Potentiel interatomique Dynamique moléculaire Potentiel en tenseur de moment Potential energy landscape Activation-relaxation technique Machine learning On-the-fle learning Interatomic potential Molecular dynamics Moment tensor potential
474	Compréhension des mécanismes d'interaction entre des nanotubes de carbone et une membrane biologique : effets toxiques et vecteurs de médicaments potentiels Kraszewski, Sebastian 17 September 2010 (has links) (PDF) Ce travail de thèse concerne l'étude théorique des mécanismes d'interaction de nanostructures à base de carbone avec les membranes cellulaires, constituant l'essentiel des cellules vivantes. Ce sujet très complexe compte tenu de la pluridisciplinarité de la thématique a été essentiellement réalisé à l'aide de simulations numériques. Nous avons volontairement partagé ce travail en deux parties distinctes. Nous avons d'abord étudié le fonctionnement des canaux ioniques à l'aide de la dynamique moléculaire et des études ab-initio. Ces canaux sont d'une part des protéines membranaires essentielles pour la fonction cellulaire, et d'autre part, elles constituent aussi des cibles thérapeutiques fréquentes dans la recherche des nouveaux médicaments. Dans une seconde partie, nous avons étudié le comportement d'espèces carbonées nus et fonctionnalisés tels que les fullerènes (C60) et les nanotubes (CNT) en présence de la membrane cellulaire en analysant finement le mécanisme d'ingestion (ang. uptake) de ces vecteurs de médicaments potentiels par les membranes biologiques. Ces études en dynamique moléculaire sur des temps très longs (sub-1 μs) et sur des systèmes très vastes étaient aussi le challenge du point de vue informatique. Pour palier la problématique dans le temps limitée d'une thèse le développement des calculs parallèles de haute performance CPU/GPU a du être mis en place. Les résultats obtenus tentent de mettre en évidence le rôle toxique que peuvent présentées certaines nanostructures vis-à-vis des protéines membranaires précédemment étudiées. Ce travail de thèse ouvre naturellement la voie à l'étude des nanovecteurs biocompatibles pour la délivrance des médicaments. [SDV:TOX] Life Sciences/Toxicology [STAT:CO] Statistics/Computation Nanomédecine Délivrance des médicaments Canaux ioniques membranaires Fullerènes fonctionnalisés Nanotubes de carbone Dynamique moléculaire Calcul quantique High Parallel Computing HPC
475	Conception par modélisation et criblage in silico d'inhibiteurs du récepteur c-Met Asses, Yasmine 03 October 2011 (has links) (PDF) L'enjeu des travaux effectués au cours de cette thèse est l'extraction in silico de molécules potentiellement intéressantes dans le processus d'inhibition du récepteur tyrosine kinase c-Met. La faculté de cette protéine à interagir dans les phénomènes d'embryogenèse et de réparation tissulaires rendent son inhibition cruciale dans les traitements contre les développements tumoraux où c-Met se trouve impliquée. Dans ce but, la stratégie que nous avons employée implique l'utilisation de plusieurs méthodes in silico de conception rationnelle de médicaments. Nous avons utilisé comme support les multiples structures cristallographiques publiées sur la ProteinData Base (PDB). Un travail de modélisation par homologie fut tout d'abord nécessaire pour combler les lacunes des structures cristallographiques collectées. Afin d'échantillonner au mieux l'espace conformationnel du récepteur kinase c-Met et de caractériser sa flexibilité, une longue campagne de simulation de Dynamique Moléculaire (DM) fut menée concernant les formes apo et holo des structures cristallographiques disponibles. Pour compléter ces simulations, une partie du travail consista à utiliser également la méthode des modes normaux de vibration (NM). De ces 2 approches (DM et NM), nous avons extrait un ensemble de 10 conformères considérés comme les plus représentatifs de l'espace conformationnel simulé pour la kinase c-Met et avons proposé un mode de fonctionnement de ce récepteur. Utilisant les conformations extraites de l'échantillonnage conformationnel, nous avons ensuite mené une importante campagne de criblage virtuel sur plusieurs chimiothèques constituant au total environ 70.000 composés. L'analyse des résultats de l'arrimage moléculaire nous a conduits à la sélection de plusieurs molécules intéressantes possédant théoriquement une bonne affinité pour la kinase c-Met. Ces molécules ont été soumises aux tests expérimentaux effectués par l'équipe de biologistes associée à nos travaux. [CHIM:CHEM] Chimie/Chemo-informatique bioinformatique modélisation moléculaire protéines tyrosine kinase c-Met cancer modélisation par homologie échantillonnage conformationnel dynamique moléculaire modes normaux de vibration docking moléculaire clustering criblage virtuel inhibiteurs
476	Study of organic matter decomposition under geological conditions from replica exchange molecular dynamics simulations / Etude de la décomposition de matière organique dans des conditions géologiques par simulations numériques de replica exchange molecular dynamics Atmani, Léa 15 May 2017 (has links) Pétrole et gaz proviennent de la décomposition de la matière organique dans la croûte terrestre. En s’enfouissant, les résidus organiques se décomposent en un solide poreux et carboné, appelé kérogène et en un fluide composé d’hydrocarbures et de petites molécules telles que de l’eau. Le processus de formation du kérogène n’est pas totalement élucidé et une modélisation aiderait à une meilleure compréhension à la fois de sa structure et de sa composition et serait utile à l’industrie pétrolière.Dans le présent travail, nous adoptons une approche thermodynamique ayant pour but, à l’aide de simulations numériques, de d’étudier la décomposition de précurseurs de kérogène d’un type donné –ici le type III- dans les conditions d’un réservoir géologique. La méthode dite de Replica Exchange Molecular Dynamics (REMD) est appliquée pour étudier la décomposition de cristaux de cellulose et de lignine. Le potentiel d’interaction ReaxFF et le code LAMMPS sont utilisés. La REMD est une façon de surmonter de larges barrières d’énergie libre, en améliorant l’échantillonnage de configurations d’une dynamique moléculaire conventionnelle à température constante, en utilisant des états générés à températures supérieures.En fin de simulation, les systèmes ont atteint un état d’équilibre entre deux phases : une phase riche en carbone, composée d’amas de macromolécules, que nous appelons « solide » et d’une phase riche en oxygène et en hydrogène, composée de petites molécules, que nous dénommons « fluide ». L’évolution des parties solides de nos systèmes coïncide avec celle d’échantillons naturels de kérogènes de type III. / In deep underground, organic residues decompose into a carbonaceous porous solid, called kerogen and a fluid usually composed of hydrocarbons and other small molecules such as water, carbon monoxide. The formation process of the kerogen remains poorly understood. Modeling its geological maturation could widen the understanding of both structure and composition of kerogen, and could be useful to oil and gas industry.In this work we adopt a purely thermodynamic approach in which we aim, through molecular simulations, at determining the thermodynamic equilibrium corresponding to the decomposition of given organic precursors of a specific type of kerogen –namely type III- under reservoir conditions. Starting from cellulose and lignin crystal structures we use replica exchange molecular dynamics (REMD) simulations, using the reactive force field ReaxFF and the open-source code LAMMPS. The REMD method is a way ofovercoming large free energy barriers, by enhancing the configurational sampling of a conventional constant temperature MD using states from higher temperatures.At the end of the simulations, we have reached for both systems, a stage where they can clearly be cast into two phases: a carbon-rich phase made of large molecular clusters that we call here the "solid" phase, and a oxygen and hydrogen rich phase made of small molecules that we call "fluid" phase.The evolution of solid parts for both systems and the natural evolution of a type III kerogen clearly match. Evolution of our systems follows the one of natural samples, as well as the one of a type III kerogen submitted to an experimental confined pyrolysis. Kérogène Remd Simulations Gaz Pétrole Gaz de schistes Matière organique Lammps ReaxFF Cellulose Lignine Van Krevelen Hydrocarbures Simulations Numériques Carbone Potentiel réactif Carbone amorphe Thermodynamique Géologie Roche mère Maturation Dynamique Moléculaire Pyrolyse Kerogen Remd Replica Exchange Molecular Dynamics Gas Shale Gas Oil Organic Matter Lammps ReaxFF Cellulose Lignin Van Krevelen Pyrolysis Hydrocarbons Numerical simulations Carbon Reactive Potential Amorphous Carbon Thermodynamics Petroleum Geology Source rocks Maturation Molecular Dynamics 530
477	SPECTROSCOPIE ET STABILITE DES HYDROCARBURES AROMATIQUES POLYCYCLIQUES DANS LES CONDITIONS DU MILIEU INTERSTELLAIRE NGUYEN-THI, Van-Oanh 24 February 2003 (has links) (PDF) Ce travail porte sur la dynamique intramoléculaire des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques soumis aux conditions du milieu interstellaire (PAH isolé rotationnellement froid mais vibrationnellement excité). Des études théoriques et expérimentales ont été menées sur leur deux voies de relaxation: émission IR ou fragmentation. Le spectre d'absorption IR a été obtenu par dynamique moléculaire couplée à une méthode semi-classique Adiabatic Switching. La dynamique a été réalisée sur une surface de potentiel semi-empirique Tight-Binding dans le but de simuler tous types de PAHs pouvant dépasser une centaine de carbones (systèmes encore inaccessibles aux expériences et aux calculs ab-inito). Une paramétrisation du potentiel adaptée aux PAHs a été développée ainsi qu'un modèle donnant la densité d'états anharmonique quantique. La simulation spectrale reproduit les grandes tendances en fonction des variables pertinentes en astrophysique: rôle de l'ionisation fort changement de l'allure du spectre et de l'intensité totale absolue), et de la température (décalage vers le rouge, élargissement et modification des intensités des bandes), effet d'anharmonicité (énergie de point zéro, fréquences), et de structure (compacité, cycle pentagonal et taille). La cinétique de fragmentation (induite par absorption séquentielle de photons) d'un hydrogène du cation fluorène (ionisation REMPI) a été étudiée à l'aide d'un jet supersonique et d'un spectromètre de masse. Cette méthode expérimentale originale a permis de déterminer la section efficace absolue d'absorption, d'analyser son atténuation avec le nombre de photons absorbés et l'évolution de la constante de dissociation dans un domaine d'énergie relativement large. Une attention particulière a été portée sur les techniques d'analyse des données. (la loi de Poisson, matrice de branchement, la loi cinétique, matrice d'évolution, simulation de la forme de signaux du spectromètre). Un ajustement libre de la variation de cette constante est proche de celui du modèle statistique PTD mais très différent à basse énergie du modèle RRK. L'énergie d'activation obtenue par ces deux modèles est compatible avec celle déduite du potentiel Tight-Binding. milieu interstellaire UIBs AIBs ISM PAHs molécules aromatiques cations naphtalène anthacène fluorène phénantrène tétracène pyrène coronène ovalène circumcoronène potentiel Tight-Binding dynamique moléculaire classique Adiabatic Switching Reversible Scaling simulation canonique Nosé-Hoover DOS anharmonique quantique paramétrisation Tight-Binding simulation spectrale spectre d'absorption IR fréquences vibrationnelles modes normaux matrice Hessian intensité IR effet de température anharmonicité décalage spectral énergie de point zéro cycle pentagonal jet supersonique spectrométrie de masse excitation multiphotonique REMPI RRK RRKM photo-thermo-dissociation theorie de l'espace des phases fragmentation constantes de dissociation section efficace d'absorption énergie d'activation

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