Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2009. / Titre de l'écran-titre (visionné le 25 mars 2009). Bibliogr.

Catalyseurs de la dégradation de polysaccharides dans le cadre de diverses applications industrielles, de nombreuses glycoside hydrolases (GH) possèdent également une activité de transglycosylation qui peut être exploitée pour la synthèse d'oligosaccharides. Afin d'augmenter cette activité, minoritaire par rapport à l'hydrolyse, des expériences de mutagenèse rationnelle peuvent être employées. Toutefois, l'ensemble des bases moléculaires régissant l’équilibre entre ces deux activités reste en revanche difficile a élucider. L'étude de quatre GH (Ttβgly, AgaD, TcTS, TrSA) par simulation de dynamique moléculaire a permis la découverte de canaux d'eau internes à leurs structures et connectant le site actif au milieu. Cette observation suggère que les canaux d'eau internes aux GH pourraient être impliqués dans leur activité d'hydrolyse. Plusieurs paires de résidus bordant deux de ces canaux ont été mis en évidence chez Ttβgly et AgaD et semblent contrôler le passage de l'eau du canal vers le site actif. La mutagenèse de ces résidus a été entreprise afin de tenter d'augmenter l'activité de transglycosylation chez ces deux enzymes. Une réduction de l'hydrolyse d'un facteur 7 et 50 au profit de l'activité de transglycosylation a été caractérisée chez les deux meilleurs mutants de Ttβgly et AgaD, respectivement. L'analyse des simulations a révélé que ces résultats étaient corrélés à une augmentation de la dynamique des molécules d'eau internes aux deux canaux étudiés. Cette étude souligne ainsi l'importance fonctionnelle de l'eau interne aux hydrolases et suggère que l'ingénierie de sa dynamique peut constituer une approche originale pour convertir les GH en transglycosidases. / Known for their ability to hydrolyse glycosidic linkages,numerous glycoside hydrolases (GH) are also able tocatalyse transglycosylation reaction which can beharnessed for the synthesis of oligosaccharides. Althoughin the vast majority of cases hydrolysis prevails overtransglycosylation reaction, the latter has already beenincreased through mutagenesis and directed evolutionexperiments. However, little is known about the regulationof the balance between both activities. We discover, viamolecular dynamics (MD) simulations, several potentialwater channels connecting the bulk to the active site infour GH: Ttβgly, AgaD and the pair of homologsTcTS/TrSA. This observation supports the hypothesis thatchannels could be involved in the hydrolytic activity of GH.Amino acid residues forming bottlenecks at the interfacebetween two water channels and the active site in Ttβglyand AgaD were suspected to control water access fromthe bulk to the channel interior and the active site.Mutagenesis of key amino acids in the vicinity of selectedchannels was performed in order to attempt to increasethe transglycosylation/hydrolysis ratio balance.Characterization of the best mutants showed a 7 and 50fold decrease of hydrolysis compared to the wild type forTtβgly and AgaD respectively, while the transglycosylaseactivity was improved. MD simulations showed that thesemodifications were correlated with greater water dynamicsin the corresponding channels. These results highlight theimportance of water dynamics in hydrolases catalysis andsuggest that modifying the protein internal water dynamicscould serve as a generic approach to engineertransglycosylase activity in GH.

Pour répondre aux attentes des consommateurs, l'industrie agro-alimentaire mise sur l'innovation qui reste le vecteur principal de croissance et de différenciation des entreprises. Celles-ci sont en permanence à la recherche de nouveaux ingrédients. Elles visent ainsi la production d'aliments innovants dotés de structures complexes, dont les émulsions font partie. Ces dernières sont d’ailleurs largement répandues dans le domaine de l’agro-alimentaire. Cependant, au cours de leur fabrication ou de leur stockage, ces émulsions sont soumises à des phénomènes concomitants de déstabilisation et d’oxydation, palliés par la présence d’additifs le plus souvent d’origine chimique. Or, les consommateurs recherchent désormais des produits alimentaires contenant des substances naturelles, voire exempts d’additifs (clean label). La recherche de nouveaux ingrédients d'origine naturelle est donc un défi majeur pour les industriels de l’agro-alimentaire, et suscite un intérêt croissant. Les pistes explorées sont nombreuses, et parmi celles-ci, la réaction de glycation ou réaction de Maillard (RM) appliquée à des protéines ou des mélanges peptidiques. En effet, la RM peut s’avérer potentiellement intéressante pour renforcer la capacité antioxydante et/ou les propriétés technofonctionnelles, dont les propriétés émulsifiantes, de substrats protéiques. Dans ce contexte, nous avons cherché à optimiser les propriétés émulsifiantes et antioxydantes de deux substrats protéiques par la RM en conditions contrôlées et en présence de différents glucides. Du caséinate de sodium et un hydrolysat de coproduits de crevette ont été choisis. Le premier substrat est utilisé comme protéine de référence, car il est couramment employé dans l’industrie comme agent émulsifiant, et le second est étudié dans l’optique d’une valorisation des co-produits de la pêche. En effet, l'hydrolyse enzymatique constitue une approche d'un intérêt stratégique majeur pour réhabiliter la fraction protéique des coproduits marins. Nous avons réalisé des RM entre l’hydrolysat de crevette et trois concentrations différentes de xylose. Nous avons ainsi montré que l’augmentation de la concentration en xylose entraîne une diminution logarithmique du nombre de fonctions aminées restantes après RM. Ceci indique que la concentration en xylose initialement utilisée était limitante. Des analyses chromatographiques montrent que l’utilisation de concentrations plus importantes en xylose semble privilégier l’apparition de composés aromatiques de faible poids moléculaire(< 250 Da). Par ailleurs, l’augmentation de la concentration en xylose lors de la RM avec l’hydrolysat de crevette modifie les propriétés rhéologiques des émulsions à 0,5 % et pH 7. Enfin, la capacité antioxydante des hydrolysats de crevette issus de la RM augmente lorsque la concentration en xylose utilisée est croissante dans le milieu réactionnel. En conclusion, notre étude a permis de produire, à partir de deux substrats protéiques modifiés par RM en conditions contrôlées à 50°C, des ingrédients potentiellement bifonctionnels, montrant à la fois des propriétés émulsifiantes et antioxydantes. / No

Le cycle biogéochimique des lipides a été étudié en milieu marin côtier anthropisé. Ce travail est basé sur l’analyse chimique des stocks de lipides par CCM/DIF et la mesure de leur hydrolyse par les communautés bactériennes associées à ces stocks. Un développement méthodologique a eu pour objectif d’identifier les bactéries marines possédant l’activité lipase. Le substrat testé (ELF-palmitate), vendu comme marqueur potentiel des lipases, n’est pas hydrolysé spécifiquement par ces dernières. Par conséquent, il ne constitue pas un outil adéquat pour l’identification des bactéries lipases en milieu marin. L’étude temporelle réalisée en baie de Marseille a permis de déterminer les caractéristiques côtières propres à la baie, et de les comparer à des mesures obtenues antérieurement en milieu hauturier (site DYFAMED, Mer Ligure). Alors qu’ils représentent 1 à 7 % du carbone organique dissous (COD) en milieu hauturier, les lipides peuvent représenter jusqu’à 16% du COD en baie de Marseille en période de forte productivité, soulignant une forte accumulation de ces composés dans la matière organique dissoute (MOD). L’influence des apports côtiers dans la distribution des lipides biogéniques n’apparaît pas de manière aussi flagrante qu’on pouvait s’y attendre. Leur distribution est clairement contrôlée par les alternances saisonnières, comme dans le milieu hauturier. Ainsi, leur temps de résidence varie de 0.8-8 jours en fonction de l’activité bactérienne et de la saison. Les apports lipidiques d’origine anthropique (hydrocarbures) sont détectés à des concentrations parfois très élevées en 2007 en baie de Marseille. Entre 2007 et 2008, une forte diminution des concentrations en lipides et hydrocarbures dissous pourrait être liée à la mise en place d’un étage biologique dans le traitement des eaux usées de la ville de Marseille. Ce traitement supplémentaire aurait en effet pour principale conséquence de diminuer les apports en MOD dans les eaux usées rejetées par l’émissaire de Cortiou. Cette hypothèse implique que l’influence du panache de Cortiou soit visible jusqu’à la station Sofcom, située au milieu de la rade sud de la baie de Marseille / The biogeochemical cycle of lipids has been studied in a marine coastal anthropized environment. This work is based on chemical analysis of lipids by TLC/FID and the measurement of their hydrolysis rates by the associated bacterial communities. A methodological development aimed to identify lipase marine bacteria. The tested substrate (ELF-palmitate), sold as a potential marker of lipases, was not specifically hydrolyzed by the latter. Therefore, it is not an appropriate tool for the identification of marine lipase bacteria. The time series conducted in the Bay of Marseille (April 2007 – December 2008) allowed the determination of coastal characteristics of the bay and their comparison with previous measurements, obtained in the open Mediterranean Sea (DYFAMED, Ligurian sea). While they represent 1 to 7% of de dissolved organic carbon (DOC) at the offshore station, lipids may represent up to 16% of DOC in the Bay of Marseille, during periods of high productivity, underlining a strong accumulation of these compounds in the dissolved organic matter (DOM). The coastal inputs did not influence the distribution of biogenic lipids as was expected. Their distribution was clearly controlled by season, as in the offshore site. Accordingly, their residence time ranged from 0.8-8 days depending on bacterial enzyme activity and season. Lipidic anthropogenic inputs (hydrocarbons) were occasionally detected at very high concentrations in the Bay of Marseille during the year 2007. Between 2007 and 2008, a significant decrease in dissolved biogenic lipid and hydrocarbon concentrations could be related to the establishment of a biological treatment of wastewaters from Marseille. Indeed, this additional processing was expected to lead to the decrease of DOM inputs in wastewaters. This hypothesis implies that the plume of the wastewaters from Cortiou could influence the quality of OM at the Sofcom station, located in the centre of the Bay of Marseille.

Thèse de doctorat : Sciences Agronomiques : INPL : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2007

Thesis (Academic dissertation)--University of Helsinki, 1998. / Includes bibliographical references. Also available on the World Wide Web.

Les graines de lin sont des oléagineux largement cultivés au Canada. Cependant, les résidus générés suite au processus d’extraction de l’huile contiennent une importante quantité de protéines et peuvent être valorisées dans l’alimentation humaine en raison, principalement, de certaines fractions peptidiques possédant des propriétés bioactives. Dans le cadre de ce travail, l’influence des hautes pressions hydrostatiques (HPH) sur un isolat de protéines de lin a été étudiée concernant les modifications de la structure protéique, l’hydrolyse enzymatique ainsi que l’activité antioxydante des hydrolysats. Ainsi, des solutions protéiques de lin (1% m/v) ont été soumises à un traitement de HPH à 600 MPa pendant 5 et 20 minutes, à 20°C et comparés à des échantillons non-pressurisés. Deux traitements subséquents d’hydrolyse ont été effectués suite au traitement ou non de pressurisation : une première hydrolyse trypsique suivie d’une deuxième par la pronase. Dans un premier temps, la caractérisation de l’isolat protéique de lin pressurisé et non pressurisé a été réalisée par spectrofluorimétrie et par une analyse de la taille des particules afin d’étudier l’effet de la pressurisation sur les HPH la matrice protéique végétale. Par la suite, les hydrolysats protéiques ont été caractérisés par HPLC-MS et leur capacité antioxydante a été déterminée par ORAC. Les résultats ont démontré que le niveau de pressurisation et la durée du traitement ont un impact sur la structure protéique en induisant la dissociation des protéines, et la formation d’agrégats. Ceux-ci seraient occasionnés par la décompression ou créés durant l’entreposage des isolats. Suite à l’hydrolyse enzymatique des solutions protéiques pressurisées ou non par la trypsine seule et par la trypsine-pronase, les analyses chromatographiques ont révélé que la concentration de certains peptides a été modifiée lorsque la trypsine seule était utilisée après un traitement à HPH. Enfin, les HPH ont amélioré la capacité antioxydante des hydrolysats obtenus lors de l’hydrolyse trypsine-pronase comparativement au contrôle non-pressurisé. / Flaxseed is an oilseed widely cultivated in Canada. However, residues generated after oil extraction contains large amount of proteins and then can be much-valued in human diet due to its bioactive peptide fractions. The influence of high hydrostatic pressure (HHP) on flaxseed protein isolate was studied especially in terms of protein structures, enzymatic hydrolysis and final hydrolysate antioxidant activity. Flaxseed protein solutions (1% w/v) were subjected first to 600 MPa HHP treatments during 5 and 20 minutes at 20°C and were compared to non-pressurized samples. Two subsequent hydrolysis treatments were performed on pressure or non-pressure treated samples: tryptic hydrolysis was carried out and another hydrolysis was performed using pronase on tryptic hydrolysates. Firstly, the characterization of treated and untreated flaxseed protein isolates was done by spectrofluorometric and particle size analyses. Thereafter, flaxseed hydrolysates were analyzed by HPLC-MS and antioxidant capacity by ORAC. These results demonstrated that the pressurizing level and duration had an impact on proteins structure, inducing the dissociation of protein leading subsequently to aggregates. These aggregates were formed by decompression or during further storage. After enzymatic hydrolysis of pressurized or non-pressurized samples by trypsin and trypsin-pronase, chromatographic analyses showed that HHP treatments modified the concentration of certain peptides of the tryptic hydrolysates only. Finally, HHP increases antioxidant capacity (ORAC) of final trysin-pronase hydrolysates when compared to a control.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Le projet présenté au cours de cette thèse porte sur la formation de centres quaternaires entièrement carbonés. Plusieurs axes d’approche ont été établis, et seront présentés par chapitre : le premier fait état de l’utilisation d’une réaction de Vilsmeier-Haack, le second rapporte la fabrication de nouveaux catalyseurs pour la réaction de condensation de Claisen et le dernier utilise la réaction de Vilsmeier-Haack pour la formation d’acides [béta]-aminés non-racémiques. Lors du premier chapitre, le sujet abordé sera l’utilisation de la réaction de Vilsmeier-Haack pour la formation de composés 1,3-dicarbonylés contenant un centre quaternaire entièrement carboné. D’abord nous verrons comment, théoriquement, la chiralité du centre quaternaire peut être contrôlée par l’utilisation d’amines chirales. Puis nous suivrons le développement d’une méthode d’hydrolyse spécifique à l’obtention de composés 1,3-dicarbonylés avec ses forces et ses limites. La deuxième partie de cette thèse portera sur le développement de nouveaux catalyseurs pour la réaction de condensation de Claisen. Plusieurs avenues seront exposées. Dans un premier temps, nous verrons la rationalisation validant chacune des idées d’avenues envisagées, puis nous aborderons les méthodes de synthèses essayées pour les catalyseurs imaginés dans chacune de ces avenues. Le dernier chapitre portera sur la formation de dérivés d’acides [béta]-aminés non-racémiques via l’utilisation d’une réaction de Vilsmeier-Haack. Dans un premier temps, différentes méthodes de réduction applicables à cette réaction seront présentées, et ensuite, le concept d’un nouveau groupe protecteur spécifique aux ions iminiums sera démontré.