La vigne (Vitis vinifera) est sensible à un grand nombre de maladies. Les politiques de limitation des traitements phytosanitaires font qu'aujourd'hui, les viticulteurs ne disposent d'aucun moyen de lutte contre certains bioagresseurs. C'est le cas des maladies du bois causées par des complexes fongiques nécrosant les ceps et du court noué, maladie virale transmise par des nématodes. La vigne est une espèce végétale connue pour sa production particulière de métabolites secondaires en réponse à des infections. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux phytoanticipines, préformées dans les plantes et dont le potentiel de toxicité envers des agents pathogènes est intéressant, c’est le cas des triterpénoïdes. Les objectifs de cette thèse ont donc été dans un premier temps d'estimer la capacité de la vigne à produire de tels composés. Pour cela, la composition en triterpénoïdes de différents organes et de différents cépages a été analysée. Nous avons pu montrer que la composition générale en triterpénoïdes est caractéristique de chaque cépage et de chaque organe. Dans une deuxième partie, 9 gènes impliqués dans la synthèse de triterpènes chez la vigne ont été identifiés et leur expression a été évaluée dans différents organes, chez différents cépages et sous différentes conditions de stress biotique et abiotique. Cette étude exploratoire nous donne des pistes pour mettre en corrélation l'expression de certaines triterpène synthases avec la production différentielle de certains triterpènes à la surface des feuilles de différents cépages. Enfin, nous nous sommes intéressés aux triterpènes glycosylés, les saponines, afin d'évaluer leur potentiel dans la lutte contre certaines maladies majeures de la vigne pour lesquelles aucun traitement n'est actuellement disponible. Pour cela, l'efficacité de saponines issues de la gypsophile et du quillaja a été testée contre certains champignons associés aux maladies du bois ainsi que contre les nématodes vecteurs des virus du court noué. Nous avons pu mettre en évidence que les souches de champignons testées étaient capables de contourner la toxicité des saponines, tandis qu'un tel traitement était rapidement efficace pour lutter contre les nématodes. Afin de vérifier l'innocuité de ce traitement pour l'environnement, les doses efficaces ont été testées et n'ont pas eu d'impact significatif sur différents bioindicateurs. / Vitis vinifera is susceptible to many pathogens. These past few years, treatment policies led to the withdrawal of many pesticides. Renee, no chemical treatments are available to treat some grapevine diseases such as the grapevine trunk diseases caused by fungi complexes and the grapevine fanleaf degeneration, a viral disease transmitted from grapevine to grapevine by vector nematodes. Grapevine is known for the production of secondary metabolites as a response to pathogen infections. In this work, we focused on phytoanticipins such as triterpenoids, that are found as preformed compounds and that confer a basal resistance level to plants. First, a chemical analysis was made on the triterpenoid composition of some grapevine cultivars and organs. This study revealed that the triterpenoid composition is specific to the V. vinifera cultivar and the organ. In a genomic approach, 9 candidate genes involved in the triterpene biosynthesis were identified and their expression was studied in different organs, varieties and biotic or abiotic stress conditions. This explorative study shows correlations between gene expression and differential triterpene production at the leaf surface of the different varieties. In the last part of this study, the use of glycosylated triterpenes, also called saponins, as a substitution solution to withdrawed treattnents against major grapevine diseases was tested. Therefore, the efficiency of saponins extracted from gypsophila and quillaja was tested against fungi associated to grapevine trunk diseases and some nematodes vector of the grapevine fanleaf degeneration. These tests evidenced that the fungi were able to avoid saponins toxicity, whereas such treatment was efficient to kill nematodes. In order to evaluate the effect of the treatment on the environment, the efficient doses were tested and bad no significant impact on some bioindicators.

La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative dont la physiopathologie fait intervenir des causes génétiques qui contribuent non seulement aux formes familiales mais aussi au développement des formes sporadiques, les plus fréquentes, en interagissant sans doute alors avec des facteurs environnementaux. La découverte des déterminants génétiques a permis d’identifier plusieurs mécanismes moléculaires contribuant au développement de la maladie. Ils en ont démontré le caractère complexe. Pour mieux comprendre l’étendue des perturbations moléculaires liées à la maladie, nous avons entrepris des analyses globales du transcriptome par le biais de puces ou de séquençage des ARNs (RNAseq) à partir de cellules mononuclées périphériques sanguines de patients présentant des formes génétiques et sporadiques de la maladie ainsi que de sujets sains.Nous avons identifiés la dérégulation de nombreux gènes dans les cellules mononuclées périphériques sanguines de sujets porteurs de la mutation G2019S de LRRK2 et de sujets sporadiques par rapport à des sujets sains appariés. L’analyse des voies et des processus cellulaires associés à ces gènes met en exergue une altération de la voie de signalisation EIF2 commune aux sujets porteurs de la mutation G2019S de LRRK2 et aux sujets sporadiques. Cette voie fait écho à la régulation de la traduction et de l’épissage, deux processus faisant partie du métabolisme des ARNs. Ces altérations sont retrouvées dans les cellules mononuclées périphériques sanguines de sujets parkinsoniens porteurs de mutations du gène ATXN2, essentiellement connu pour son rôle dans la stabilité, l’épissage et la traduction des ARNm. Cette perturbation des ARNs semble être une altération commune à l’ensemble des formes de maladie de Parkinson étudiées et pourrait donc être un mécanisme sous-tendant la maladie.Les résultats du séquençage des ARNs obtenus chez des parkinsoniens présentant une forme sporadique ou porteurs de mutations délétères ainsi que chez des sujets sains corroborent cette hypothèse en montrant d’une part des différences quantitatives et qualitatives de variants d’épissage au sein d’ARNm eux-mêmes impliqués dans le métabolisme des ARNs et d’autres part des variations de l’épissage de gènes impliqués dans des mécanismes moléculaires connus de la maladie.Ainsi, nos données s’inscrivent dans la dynamique physiopathologique actuelle qui fait état de nombreuses perturbations du métabolisme des ARNs dans les maladies neurodégénératives. Dans la maladie de Parkinson, ces défauts impliqueraient des variations quantitatives et qualitatives de variants d’épissage au sein de gènes liés à l’épissage mais aussi dans des mécanismes connus pour contribuer à la maladie. Une analyse approfondie de ces dérèglements devraient permettre de déterminer leur spécificité et d’évaluer leur potentiel en tant que marqueurs de la maladie et cibles thérapeutiques. / Parkinson’s disease is a neurodegenerative disorder with genetic determinants not only contributing to rare familial forms of the disease but also involved in prevalent sporadic forms by interacting with environmental factors. Thanks to the identification of these determinants, several molecular mechanisms contributing to the disease have been found highlighting also its complexity. In order to better understand the molecular perturbations underlying the disease, we performed whole transcriptome analyses using microarrays and RNA sequencing (RNAseq) from peripheral blood mononuclear cells of Parkinson’s disease patients with genetic and sporadic forms of the disease as well as healthy controls.We identified several dysregulated genes in the cells of Parkinson’s disease patients with a G2019S LRRK2 mutation and sporadic patients compared to healthy controls. Pathways and cellular processes related to those genes mainly display disturbances of EIF2 signaling common to G2019S LRRK2 mutation carriers and sporadic patients. These data pinpoint potential perturbations of translation and RNA splicing both related to RNA metabolism. Involvement of RNA metabolism is also observed in peripheral blood mononuclear cells of Parkinson’s disease patients carrying mutations of ATXN2 gene encoding for ataxin-2 protein. It is mainly known as a regulator of the stability, the splicing and the translation of mRNA. Such RNA-mediated perturbations seem to be a common to all forms of Parkinson’s disease and might be a physiological mechanism of the disease. RNAseq data from Parkinson’s disease patients having or not deleterious mutations are in agreement with this hypothesis showing quantitative and qualitative discrepancies of splicing variants inside genes involved in RNA metabolism but also in known molecular pathways of the disease.As a conclusion, our results support the current view of RNA metabolism association with neurodegenerative disorders. In Parkinson’s disease, those alterations could involve quantitative and qualitative variations of splicing variants inside genes involved in RNA metabolism but also in known perturbed molecular pathways of the disease. Further analyses of these dysregulations should be helpful to determine their specificity and evaluate their potential as biomarkers and therapeutic targets.

Dans le cadre de ce travail, nous avons poursuivi l’étude de la biosynthèse d’alcaloïdes défensifs des coccinelles. Trois espèces ont été plus particulièrement étudiées : Adalia bipunctata (qui produit l’adaline [32]), Coccinella septempunctata (contenant la coccinelline [29]) et Harmonia axyridis (produisant l’harmonine [34]). Afin d’identifier le (ou les) acide(s) gras précurseur(s) de ces alcaloïdes, nous avons dans un premier temps synthétisé des acides gras spécifiquement marqués. Nous avons ainsi préparé les acides [14-3H]myristique, [16-3H]palmitique, [18-3H]stéarique, [18-13C]stéarique et [11,11,12,12,13,13,14,14,15,15,16, 16,17,17,18,18,18-2H]stéarique. Les différents acides gras marqués au tritium sur le méthyle terminal ont ensuite été incorporés successivement chez les trois espèces de coccinelles mentionnées ci-dessus, en utilisant la technique d’incorporation in vitro mise au point par Laurent et al. ( ) Les incorporations chez Adalia bipunctata ont montré que l’acide myristique est incorporé préférentiellement dans l’adaline. Chez Coccinella septempunctata par contre, l’acide stéarique est incorporé dans la coccinelline environ 25 fois plus efficacement que les acides myristique et palmitique. Enfin, les incorporations chez Harmonia axyridis ont établi que l’acide stéarique est le précurseur de l’harmonine. De plus, grâce à l’incorporation de l’acide [11,11,12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,18-2H]stéarique, le mécanisme de formation de l’amine secondaire a été précisé. / In spite of their red-orange colors, which could increase risks of predation, Coccinellidae are rarely exploited as food sources by predators. Many of them owe their protection, at least in part, to the presence of repellents and, in some cases, toxic alkaloids in the hemolymph emitted during a process called "reflex bleeding". Previous studies have shown that the biosynthesis of these alkaloids is related to fatty acid metabolism. In our doctoral thesis, we wanted to clarify what are the fatty acids precursors of adaline (Adalia bipunctata), coccinelline (Coccinella septempunctata) and harmonine (Harmonia axyridis), with the use of various techniques of labelling (3H, D, 13C, etc.).

Les bases fondamentales de la biologie suggèrent que tous les organismes actuels partagent un dernier ancêtre commun, le cenancêtre. Dès que la comparaison moléculaire des organismes des trois domaines du vivant (archées, bactéries et eucaryotes) est devenue possible, d'importants débats ont émergé sur l'habitat du cenancêtre, son rapprochement des origines de la vie, sa nature unique ou communautaire et ses relations avec les trois domaines du vivant. Cependant, jusqu'à il y a peu les informations disponibles sur les organismes modernes n'étaient pas suffisantes pour décrire précisément sa biologie. Notamment, la découverte chez les archées de membranes dont les composants principaux, les phospholipides, sont synthétisés par des mécanismes très différents de ceux des bactéries et les eucaryotes a conduit à proposer que chaque mécanisme de synthèse des phospholipides soit apparu indépendamment dans les lignées modernes. Dans ces hypothèses le cenancêtre aurait été dépourvu de phospholipides et, donc, de membranes. Cela met en cause la nature cellulaire du cenancêtre, qui semblait pourtant soutenue par d'autres indices indirects. Ces contradictions posent la question de l'existence de traces dans les organismes modernes d'une synthèse des phospholipides chez le cenancêtre. Dans cette thèse j'ai profité de l'explosion récente des données génomiques pour répondre à cette question. Il avait déjà montré que des membres de deux superfamilles protéiques universelles pouvaient avoir synthétisé de façon non spécifique chez le cenancêtre les énantiomères de glycérol phosphate servant d'ossature aux phospholipides. Les phospholipides archéens sont composés d'isoprénoïdes et les bactériens et eucaryotes d'acides gras. J'ai donc étudié l'évolution des voies de synthèse de ces molécules ainsi que celle de l'assemblage de tous les composants dans des phospholipides. Mes résultats montrent que la voie de synthèse des isoprénoïdes des eucaryotes et une voie hypothétique de synthèse des acides gras chez les archées avaient probablement des ancêtres moins spécifiques chez le cenancêtre. Une partie au moins de la machinerie d'assemblage des phospholipides semble aussi avoir été présente chez le cenancêtre.Ceci suggère que le cenancêtre avait probablement des mécanismes peu spécifiques de synthèse des phospholipides et que les différences entre les membranes actuelles sont dues à la spécialisation de la machinerie ancestrale dans chaque lignée. Mes observations soulignent aussi l'importance d'étudier le cenancêtre à partir des informations issues des organismes actuels pour éviter toute confusion avec les origines de la vie.

Les ARN constituent des cibles thérapeutiques extrêmement intéressantes bien qu'encore assez peu exploitées. En effet, les obstacles pour la conception de ligands spécifiques de ces cibles non traditionnelles, polyanioniques et très flexibles, sont encore loin d'être levés. Les aminoglycosides, utilisés depuis longtemps pour leurs propriétés antibiotiques, sont souvent décrits comme des " ligands universels " d'ARN. Leur structure constitue donc une architecture favorable pour l'élaboration de nouveaux ligands spécifiques des ARN.Le but de cette thèse a été de développer une méthode systémique originale combinant chimie organique et microbiologie pour synthétiser de nouvelles molécules de structure analogue aux aminoglycosides, se fixant de façon spécifique sur des cibles ARN. Ce travail repose sur la compréhension récente des voies de biosynthèse des aminoglycosides permettant leur ingénierie rationnelle selon une stratégie de mutasynthèse. Cette approche expérimentale s'appuie sur la conception de mimes de métabolites naturels pouvant être transformés par des bactéries génétiquement modifiées. Le développement de méthodologies novatrices en ingénierie métabolique, synthèse organique et chimie analytique nous a permis de concevoir des analogues d'aminoglycosides fluorés qui se sont avérées être d'excellentes sondes dans l'étude des ARN par RMN du fluor.

Les protéines [Fe-S] sont des enzymes ubiquitaires, assurant des fonctions clés au sein des organismes vivants. La biosynthèse des centres [Fe-S], à savoir les processus permettant un assemblage correct des atomes de fer et de soufre au sein des protéines cibles, requièrent la participation de machineries protéiques complexes. Parmi elles se trouve la machinerie SUF qui intervient dans des conditions de stress oxydant et de carence en fer. Elle est composée de six gènes sufABCDSE. La protéine SufA est proposée comme étant une protéine scaffold ayant pour rôle de préassembler transitoirement des centres [Fe-S] et de les transférer à des protéines cibles. Elle possède trois résidus cystéines conservés proposés comme étant les ligands des centres [Fe-S].<br />SufA est obtenue principalement sous forme apo après purification. Le centre [Fe-S] peut être reconstitué chimiquement in vitro. Dans ces conditions, SufA contient un mélange de centres [2Fe-2S] et [4Fe-4S]. Nous avons alors isolé SufA native métallée après purification à partir de tout l'opéron suf en anaérobiose, et montré qu'elle contient un centre [Fe-S], plutôt de type [2Fe-2S], transférable efficacement à la ferrédoxine. Nous avons également étudié les mécanismes moléculaires de formation du cluster dans SufA. SufA est capable de fixer à la fois du soufre, au niveau de ses trois cystéines conservées, et du fer, majoritairement au niveau d'atomes d'azote et d'oxygène. Ces éléments sont mobilisables pour la formation d'un centre [Fe-S] en milieu réducteur. Enfin, des expériences préliminaires réalisées in vitro avec des mutants dirigés n'ont pas permis d'identifier la nature exacte des ligands du centre [Fe-S] dans SufA.

Le coenzyme Q est une molécule lipophile rédox rencontrée chez les eucaryotes et chez la plupart des procaryotes. La structure de Q correspond à une benzoquinone substituée par une chaîne polyisoprényle dont la longueur varie selon les organismes. Q joue le rôle de transporteur d'électrons dans les chaînes respiratoires d'où provient la plupart de l'énergie de la cellule. La biosynthèse de Q chez la bactérie Escherichia coli comporte huit étapes et implique au moins neuf protéines (UbiA-UbiH et UbiX). Trois réactions d'hydroxylation sont nécessaires pour la biosynthèse de Q8 en conditions aérobies. Alors que les protéines UbiH et UbiF présentent des homologies de séquence avec des monooxygénases à flavine connues pour catalyser des réactions d'hydroxylation, UbiB qui a été proposée comme étant la troisième hydroxylase, présente uniquement une homologie de séquence avec des kinases. Nous rapportons dans ce travail que la protéine VisC, renommée UbiI, catalyse la réaction d'hydroxylation auparavant attribuée à UbiB. Nous avons également identifié deux nouvelles protéines (YigP et YqiC, renommées respectivement UbiJ et UbiK) importantes pour le métabolisme de Q chez Escherichia coli puisque leur mutation diminue fortement le contenu en Q des souches mutantes. Ces protéines interagissent avec la plupart des protéines connues pour participer à la biosynthèse de Q ce qui implique l'existence d'un complexe de biosynthèse de Q. En utilisant des approches biochimiques et protéomiques, nous avons pu mettre en évidence un complexe impliquant plusieurs protéines Ubi et notamment UbiJ et UbiK. Ces deux protéines semblent avoir un rôle dans l'assemblage et/ou la stabilisation de ce complexe multiprotéique. Enfin, nous nous sommes intéressés à la biosynthèse de Q dans des conditions de cultures anaérobies. Nos résultats montrent l'existence « d'hydroxylases anaérobies », inconnues à ce jour, qui remplaçent les hydroxylases aérobies UbiH, UbiI et UbiF. Grâce à une approche phylogénétique, nous identifions un gène important pour la biosynthèse de Q uniquement en conditions anaérobies suggérant une réorganisation de la biosynthèse de Q entre ces deux environnements fréquemment rencontrés par E. coli. L'ensemble de nos résultats a permis d'améliorer notre connaissance de la voie de biosynthèse procaryote de Q grâce à la découverte de nouveaux gènes impliqués dans ce processus et grâce à l'identification de la fonction moléculaire de certaines protéines. / Ubiquinone (Q) is a lipophilic compound that plays an important role in electron and proton transport in the respiratory chains of Escherichia coli. Besides this important role in energy production, Q also functions as a membrane soluble antioxidant. The biosynthesis of Q8 requires eight reactions and involves at least nine proteins (UbiA-UbiH and UbiX) in Escherichia coli. Three of these reactions are hydroxylations resulting in the introduction of a hydroxyl group on carbon atoms at position 1, 5 and 6 of the aromatic ring. The C1 and C6 hydroxylation are well characterized whereas the C5 hydroxylation has been proposed to involve UbiB, a protein kinase without any sequence homology with monooxygenase. In this work, by genetic and biochemical methods we provide evidence that VisC which we renamed UbiI, displays sequence homology with monooxygenases and catalyzes the C5 hydroxylation, not UbiB. We have identified two new genes, yqiC and yigP (renammed UbiJ and UbiK) which are required only for Q8 biosynthesis in aerobic conditions. The exact role of the corresponding proteins, renamed UbiJ and UbiK, remains unknown. These proteins are able to interact with other Ubi proteins to be able to produce Q supporting the protein complex hypothesis. Our progress on the characterization of an Ubi-complex regrouping several Ubi proteins suggest that UbiJ and UbiK may fulfill functions related to the Ubi-complex stability. Mutants affected in hydroxylation steps are deficient for Q8 in aerobic conditions but recover a wild type Q8 content when grown in anaerobic conditions. This intriguing observation supports the existence of an alternative hydroxylation system independent from dioxygen which has not been characterized so far. By phylogenetic studies, we have identified a new gene in which the deletion affect the biosynthesis of Q only in anaerobic conditions suggesting a reorganization of Q biosynthesis in these two conditions. Our results has improved our knowledge of the prokaryotic Q biosynthetic pathway through the discovery of new genes involved in this process and through the identification of the molecular function of some proteins.

Les bactériohopanepolyols (BHPs) en C35 sont les principaux hopanoïdes trouvés chez les bactéries. Ces composés présentent une chaîne latérale polyhydroxylée en C5 liée par une liaison carbone/carbone au groupement isopropyle du squelette hopane. Ils présentent de nombreuses variations structurales au niveau de la chaîne latérale qui apportent des informations taxonomiques et physiologiques. Le bactériohopanetétrol (BHT) et l’aminobactériohopanetriol sont les composés majoritaires. En outre, ces deux BHPs seront les parents de la plupart des BHPs complexes. L'élucidation de la biosynthèse de la chaîne latérale en C5 des hopanoïdes est donc très intéressante pour une meilleure compréhension de la distribution phylogénétique et la signification biologique des BHPs.Au cours de ce travail, le ribosylhopane a été isolé pour la premier fois chez une bactérie. Cette découverte est une preuve solide confirmant le rôle du ribosylhopane comme intermédiaire dans la biosynthèse des hopanoïdes. En outre, deux gènes, impliqués dans la formation de la chaîne latérale des BHPs chez Streptomyces coelicolor, ont été caractérisés. L’adénosylhopane serait converti par une phosphorylase en ribosylhopane et une aminotransférase est nécessaire pour la formation de l’aminobactériohopanetriol du ribosylhopane. De plus, nous avons développé des synthèses concises de l’adénosylhopane et d’un isotopomère bisdeutérié. L’analogue marqué a par la suite été incorporé dans le BHT par un système acellulaire de Methylobacterium organophilum et le suivi du marquage nous a permis de démontrer l’implication de l’adénosylhopane dans la biosynthèse des hopanoïdes en C35. / C35 Bacteriohopanoids represent the majority of hopanoids produced by bacteria. They bear an additional C5 side chain linked by a carbon/carbon bond to the isopropyl group of the hopane skeleton. The C5 side chains present an impressive structural diversity and carry taxonomic and physiological information. The most common C35 bacteriohopanoids are bacteriohopanetetrol (BHT) and aminobacteriohopanetriol. Moreover, these two compounds are proposed as the parents of most complex bacteriohopanoids. Therefore, elucidation of the biosynthesis of hopanoid side chains is in great interest for a better understanding of the physiological distribution and biological importance of bacteriohopanoids.In this work, ribosylhopane was isolated for the first time from a bacterium. This discovery is a solid proof for the role of ribosylhopane as an intermediate in the biosynthesis of hopanoid side chain. In addition, two genes involved in the hopanoid production in Streptomyces coelicolor have been characterized. Adnosylhopane may be converted into ribosylhopane by a phosphorylase; and an aminotransferase is required for the formation of aminobacteriohopantriol from ribosylhopane. Moreover, we have developed a concise strategy for the hemisynthesis of adenosylhopane and a deuteriated isotopmer. The subsequent incorporation of the deuteriated adenosylhopane into BHT by a cell-free system in Methylobacterium organophilum proved that adenosylhopane is indeed a precursor of C35 bacteriohopanoids.

De nos jours la tuberculose est une des maladies les plus meurtrières au monde. Un problème majeur est que l’agent pathogène responsable de cette maladie (Mycobacterium tuberculosis) a développé des mécanismes de résistances envers les médicaments actuels. Il devient donc urgent de trouver d’autres cibles pour développer de nouveaux antituberculeux. La biosynthèse des isoprénoïdes pourrait en être une. Les précurseurs biologiques de tous les isoprénoïdes sont l’IPP et le DMAPP qui sont synthétisés selon deux voies. La voie du mévalonate, présente chez l’Homme et la voie du méthylérythritol phosphate (MEP) laquelle est présente chez M. tuberculosis et absente chez l’homme. La fosmidomycine et la fosfoxacine, deux inhibiteurs de la désoxyxylulose phosphate réductoisomérase (DXR), deuxième enzyme de la voie du MEP ne permet pas d’inhiber la croissance de la mycobactérie. Cela est dû à l’absence de pénétration de ces composés polaires au sein de la bactérie. Pour pallier à ces problèmes de biodisponibilité, nous avons synthétisé des prodrogues lipophiles de type cycloSaligényle et arylphosphoramidate d’inhibiteurs de la DXR. Certains composés sont inhibent la croissance d’une mycobactérie non-pathogène, Mycobacterium smegmatis. / Today, tuberculosis is one of most murderous infectious diseases in the world. This disease is caused by the mycobacterium : Mycobacterium tuberculosis which is becoming more and more resistant towards antitubercular drugs. Therefore, it is urgent to find inovative targets for the development of new antitubercular drugs. The biosynthesis of isoprenoids represents such a target. The biological precursors of all isoprenoids are IPP and DMAPP which are synthesized via two pathways the mevalonate pathway, which is present in human and the methylerythritol phosphate (MEP) pathway which is present in M. tuberculosis. but absent in human. Fosmidomycin and fosfoxacine, two natural inhibitors of the deoxyxylulose phosphate reductoisomerase (DXR), the second enzyme of MEP pathway, but they do not affect the growth of Mycobacterium tuberculosis cells, due to a lack of uptake of the polar drugs by the bacteria. To overcome this absence of the mycobacterial cell watll crossing of these compounds, we synthesized lipophilic cycloSaligenyl and arylphosphoramidate prodrugs of DXR inhibitors. Some compounds inhibit the growth of Mycobacterium smegmatis, a non-pathogenic model of mycobacterium.

Parmi les métabolites secondaires impliqués dans la qualité du raisin et du vin, les tanins condensés ou proanthocyanidines (PAs) jouent un rôle majeur, en particulier dans l'astringence et la stabilité de la couleur du vin. Ces molécules sont également impliquées dans la défense des plantes contre des stress biotiques et abiotiques. En outre, les effets bénéfiques des PAs pour la santé humaine sont bien documentés. Les PAs de la vigne ont la particularité d’être estérifiées avec de l’acide gallique. Une réaction d’acylation appelée galloylation est responsable de cette modification. Les études montrent que la galloylation influence les propriétés œnologiques et pharmacologiques des PAs. Dans la baie de raisin, les PAs sont synthétisés dans les premiers stades de développement, principalement dans les pellicules et les pépins. Un nombre relativement faible d'étapes enzymatiques sont nécessaires pour la biosynthèse de la structure de base de ces métabolites et les gènes correspondants sont aujourd'hui largement connus chez les plantes modèles, y compris chez la vigne. Cependant, les mécanismes moléculaires impliqués dans les étapes finales, y compris la galloylation, ne sont encore que partiellement connus. Des résultats antérieurs obtenus après la recherche de QTL influençant la composition du raisin, et en particulier le taux de galloylation des PAs, et des études transcriptomiques après surexpression de facteurs de transcription régulant la biosynthèse de la voie des PAs, ont permis l'identification de gènes potentiellement impliqués dans ces étapes. Des gènes de shikimate déshydrogénase (SDH) ont été identifiés. Ces gènes interviendraient en amont, pour la biosynthèse de l'acide gallique. Trois glucosyltransférases ainsi identifiées et déjà caractérisées au laboratoire sont impliquées dans la biosynthèse de l'ester de glucose de l'acide gallique (β-glucogalline), qui servirait d'intermédiaire pour la galloylation des PAs. Ces méthodes de criblage ont également permis d’identifier 2 acyltransférases de type sérine carboxypeptidase, nommées glucose acyltransférases (GATs) qui seraient capables de catalyser la dernière étape de galloylation: le transfert de l'acide gallique depuis la β-glucogalline sur les PAs. Le premier objectif de cette thèse a été de déterminer la fonction des SDHs codées par les gènes de vigne. Certaines SDHs recombinantes produites de façon hétérologue chez E.coli ont la capacité à produire de l'acide gallique in vitro. Leur niveau d’expression au cours du développement et dans différents tissus de la baie a également été établi. Les résultats obtenus in vitro sont étayés par le profil métabolique (acide gallique, β-glucogalline et PAs) de hairy-roots de vigne transformées avec un gène de SDH. Le second objectif de cette thèse a été de valider la fonction des GATs par expression transitoire dans des feuilles de tabac et des tests enzymatiques in vitro. La transformation transitoire de feuilles de vigne avec les GATs a permis de moduler la concentration d’esters phénoliques et nomment des flavan-3-ols galloylés in planta. L’étude de ces gènes a été étendue aux plantes vasculaires par des analyses phylogénétiques et a permis d’identifier des motifs peptidiques potentiellement impliqués dans les mécanismes étudiés et reflétant la sub-fonctionnalisation de certains gènes. Ce travail a fourni des informations sur les bases génétiques et les mécanismes moléculaires impliqués dans la biosynthèse de l'acide gallique et son transfert en deux étapes sur les flavan-3-ols (galloylation). De nouvelles hypothèses sur l'intervention de différents transporteurs et la nature des molécules transportées pourront être formulées. / Among the secondary metabolites involved in grape berry and wine quality, condensed tannins or proanthocyanidins (PAs) play a major role, especially in astringency and color stability of wine. These molecules are also involved in plant defence against biotic and abiotic stresses. Furthermore, the beneficial effects of PAs to human health are well documented. In grapevine, PAs have the distinctive feature of being esterified with gallic acid. An acylation reaction called galloylation is responsible for this modification. Studies show that the galloylation influences oenological and pharmacological properties of PAs. In the grape berry, PAs are synthesized in the early stages of development, mainly in skin and seeds. A relatively small number of enzymatic steps are required for the biosynthesis of the basic structure of these metabolites and the corresponding genes are now widely known in model plants, including in grapevine. However, the molecular mechanisms involved in the final steps, including galloylation, are only partially known. Earlier results obtained after the search of QTL influencing the composition of the grape berry, especially the galloylation ratio of PAs, and transcriptomic studies after overexpression of transcription factors that regulate PAs biosynthesis pathway, have allowed the identification of genes potentially involved in these steps. Shikimate dehydrogenase (SDH) genes were identified. These genes would intervene upstream, for the biosynthesis of gallic acid. Three identified glucosyltransferases, already characterized in the laboratory, are involved in the biosynthesis of glucose ester of gallic acid (β-glucogalline), which could serve as an intermediary for PAs galloylation. These screening methods have also helped to identify 2 serine carboxypeptidase-like acyltransferases, called glucose acyltransferases (GATs) which are capable of catalyzing the last step of galloylation: the transfer of gallic acid from β-glucogalline to PAs. The first objective of this thesis was to determine the function of the SDHs encoded by grapevine genes. Recombinant SDHs, produced heterologously in E. coli, have the capacity to generate gallic acid in vitro. Their level of expression during development and in different tissues of the berry was also established. In vitro results are supported by the metabolic profile (gallic acid, β-glucogallin and PAs) of grapevine hairy -roots transformed with a SDH gene. The second objective of this thesis was to validate the function of the GATs by transient expression in tobacco leaves and in vitro enzyme assays. The transient transformation of grapevine leaves with GATs allowed to modulate the concentration of phenolic esters and notably galloylated flavan-3-ols in planta. The study of these genes was extended to vascular plants by phylogenetic analyses which allowed to identify peptide motifs potentially involved in the studied mechanisms and reflecting the sub-functionalization of certain genes. This work has provided informations on the genetic basis and molecular mechanisms involved in the biosynthesis of gallic acid and its two-step transfer on flavan-3-ols (galloylation). New hypotheses on the intervention of different carriers and nature of transported molecules can be proposed.