Bibliography: leaves 161-213. / xviii, 219, [48] leaves of plates : / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Analyses of six rare alpha 1-antitrypsin alleles were undertaken to determine their molecular basis, assess the biosynthesis directed by these alleles and, examine their clinical correlation. / Thesis (M.D.)--University of Adelaide, Dept. of Medicine, 1992

L’émergence de formes multirésistantes de tuberculose et la résistance intrinsèque de Mycobacterium abscessus à de nombreux anti-infectieux imposent l’identification de nouveaux antibiotiques et de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les mycobactéries sont naturellement peu sensibles aux β-lactamines par production d’une β-lactamase et de cibles atypiques de faible affinité, les L,D-transpeptidases, qui sont efficacement inactivées par une seule classe de β-lactamines, les carbapénèmes. L’objectif de la thèse est d’étudier le mode d’action des β-lactamines afin de proposer des stratégies permettant d’optimiser ces antibiotiques. Pour comprendre la spécificité des L,D-transpeptidases vis-à-vis des carbapénèmes, nous avons étudié la cinétique et le mécanisme de la réaction d’inactivation de ces enzymes par différentes méthodes de spectroscopie en flux arrêté. Nos résultats indiquent que l’efficacité des carbapénèmes est due à leur capacité à former rapidement un intermédiaire tétrahédrique et à la stabilité de l’acylenzyme. La spécificité des L,D-transpeptidases pour les carbapénèmes ne dépend pas de leurs chaînes latérales, qui pourraient être modifiées pour améliorer les propriétés pharmacologiques de ces antibiotiques. Chez M. abscessus, nous avons identifié un inhibiteur de la β-lactamase, l’avibactam, qui augmente l’activité de certaines β-lactamines in vitro, en intracellulaire et dans un modèle d’infection du poisson zèbre. Nos résultats montrent que les β-lactamines peuvent être optimisées pour le traitement des infections dues aux mycobactéries multirésistantes par l’amélioration de l’inactivation des cibles ou l’inhibition des β-lactamases. / The emergence of multidrug-resistant tuberculosis and the intrinsic resistance of Mycobacterium abscessus to most antibiotics require the identification of new drugs and new therapeutic strategies. Mycobacteria are naturally poorly susceptible to β-lactam antibiotics due to production of a β-lactamase and of atypical low-affinity targets, the L,D-transpeptidases, which are effectively inactivated by a single class of β-lactams, the carbapenems. The aim of the thesis is to study the mode of action of β-lactams to propose strategies for the optimization of these antibiotics. To understand the specificity of L,D-transpeptidase for carbapenems, we have studied the kinetics and mechanism of inactivation of these enzymes using various stopped-flow spectroscopic methods. Our results indicate that the efficacy of carbapenems is due to their ability to rapidly form a tetrahedral intermediate and to the stability of the acylenzyme. The specificity of the L,D-transpeptidases for carbapenems does not depend upon the side chains of the drugs, which may be modified to improve their pharmacological properties. In M. abscessus, we have shown that the β-lactamase inhibitor avibactam increases the activity of various β-lactams in vitro, intracellularly, and in zebrafish model. Our results show that β-lactams can be optimized for the treatment of infections due to multidrug-resistant mycobacteria by improving inactivation of the targets and by inhibiting the β-lactamases.

Les bactériocines sont des peptides antimicrobiens produits par des bactéries naturellement immunisées contre leurs propres bactériocines. Ce travail a permis l’identification de nombreuses souches productrices de peptides antimicrobiens. Ces derniers ont été extraits et purifiés par différentes techniques chromatographiques, puis identifiés et caractérisés par la mesure de leurs masses et par l’analyse de leurs structures (approche protéomique et séquençage d’Edman). Parmi les résultats obtenus, il y a :- la mise en évidence d’une nouvelle bactériocine (maltaricin CPN), appartenant à la classe IIa, isolée et identifiée chez Carnobacterium maltaromaticum ;- l’identification de trois nouvelles espèces productrices de pédiocine PA-1 ;- l’isolement de souches productrices de bactériocines multiples (appartenant à différentes classes) ;- la mise en évidence pour certaines bactériocines d’une forte activité antimicrobienne in vitro (spectres d’activité incluant des pathogènes).Les travaux se poursuivent avec l’application de deux souches productrices de bactériocines dans du lait fermenté (Lben) en vue de lutter contre L. monocytogenes.Les bactériocines sont des peptides antimicrobiens produits par des bactéries naturellement immunisées contre leurs propres bactériocines. Ce travail a permis l’identification de nombreuses souches productrices de peptides antimicrobiens. Ces derniers ont été extraits et purifiés par différentes techniques chromatographiques, puis identifiés et caractérisés par la mesure de leurs masses et par l’analyse de leurs structures (approche protéomique et séquençage d’Edman). Parmi les résultats obtenus, il y a :- la mise en évidence d’une nouvelle bactériocine (maltaricin CPN), appartenant à la classe IIa, isolée et identifiée chez Carnobacterium maltaromaticum ;- l’identification de trois nouvelles espèces productrices de pédiocine PA-1 ;- l’isolement de souches productrices de bactériocines multiples (appartenant à différentes classes) ;- la mise en évidence pour certaines bactériocines d’une forte activité antimicrobienne in vitro (spectres d’activité incluant des pathogènes).Les travaux se poursuivent avec l’application de deux souches productrices de bactériocines dans du lait fermenté (Lben) en vue de lutter contre L. monocytogenes. / Bacteriocins are antimicrobial peptides produced by bacteria naturally immunized against their own bacteriocins. This work has allowed the identification of several strains which produce antimicrobial peptides. These have been purified using different chromatographic techniques. Then, they have been identified and characterized by the measurement of their mass and by the analysis of their structure (proteomic approach/ Edman sequencing). Among the obtained results, there was:- the discovery of a new bacteriocin (maltaricin CPN) produced by C. maltaromaticum and belonging to the class IIa ;- the identification of three new pediocin PA-1 producing species;- the isolation of bacterial strains wich produce multiple bacteriocins belonging to several classes ;- the in vitro determination of a strong antimicrobial activity(affecting pathogens) with some bacteriocins.This work is still underway with the application of two bacteriocin producing strains in fermented milk (Lben) in order to tackle L. monocytogenes.

Le potentiel de biodégradation des éthènes chlorés (ECs) et du dichlorométhane (DCM) dans les eaux souterraines de l’ancien site industriel de Themeroil (Varennes-le-Grand, France) a été évalué par des études en microcosmes, à travers l’utilisation de biomarqueurs moléculaires, et par analyse isotopique spécifique au composé (compound specific isotope analysis, CSIA). L’objectif de ce travail a été d’évaluer i) la biodégradation de ces polluants et la diversité bactérienne associée dans les eaux du site, et ii) l’impact de mélanges de contaminants et des conditions rédox dans ce processus. L’implication majeure d’un taxon bactérien affilié à Dehalococcoides dans la dégradation du PCE dans les eaux du site, et son lien potentiel aux gènes de déshalogénase pceA et vcrA associés au processus de déchloration, ont été mises en évidence. La dégradation du DCM en présence d’ECs dans les eaux du site a ensuite été démontrée, et des souches bactériennes dégradant le DCM ont été isolées à partir d’eaux du site et caractérisées. La CSIA a révélé une forte biodégradation du DCM in situ. Des analyses des eaux du site, par qPCR ciblant les gènes dcmA et dhlA de la biodégradation bactérienne du DCM, et par séquençage haut-débit du gène de l’ARNr 16S, ont permis d’évaluer le rôle potentiel de différents taxa bactériens associés à la dégradation du DCM. Il a ainsi été montré que la répartition spatiale de ces taxa sur site dépend dans une large mesure des conditions rédox et du niveau de contamination. L’influence de ces paramètres sur la biodégradation, étudiée ensuite en microcosmes, a été confirmée par l’observation de différents profils de dégradation dans des conditions rédox et de co-contamination distinctes. Ceci suggère la participation de différents types de métabolisme à la biodégradation des éthènes et alcanes chlorés sur site. Les résultats obtenus confirment la pertinence d’études en microcosme pour évaluer le potentiel de biodégradation des polluants halogénés dans les sites contaminés, et pour orienter les traitements de dépollution à privilégier. / The biodegradation potential of chlorinated ethenes (CEs) and dichloromethane (DCM) in groundwater from the former industrial site of Themeroil (Varennes-le-Grand, France) was evaluated in microcosm studies, using molecular biomarkers and compound-specific isotope analysis (CSIA). The objective of this work was to evaluate i) the biodegradation of these pollutants and the associated bacterial diversity in site groundwater, and ii) the impact of contaminant mixtures and redox conditions on biodegradation. The major role of a taxon affiliated to Dehalococcoides in PCE degradation in site groundwater, and its potential link to dehalogenase genes pceA and vcrA associated with the process, were highlighted. Degradation of DCM in the presence of CEs in site groundwater was then demonstrated, and DCM-degrading strains were isolated from site groundwater and characterised. CSIA revealed a large extent of DCM biodegradation in situ. Analyses of groundwater from the site, targeting dcmA and dhlA genes for DCM biodegradation by qPCR, as well as by high-throughput sequencing of the 16S rRNA gene, allowed to evaluate the potential role of different bacterial taxa associated with DCM dehalogenation in DCM degradation on site. It was shown that the spatial distribution of these taxa on site depends significantly from redox conditions and contamination level. The influence of these parameters on biodegradation was also investigated in microcosms, and distinct degradation profiles were observed under different redox and co-contamination conditions. This suggests that different types of metabolism participate in biodegradation of chlorinated ethenes and alkanes on site. Obtained results confirm the relevance of microcosm studies in evaluating halogenated pollutants biodegradation potential on contaminated sites, and in guiding the choice of remediation approaches to be favoured.