Dans le lagon de Moorea, en Polynésie Française, nous avons identifié un écosystème constitué de deux producteurs primaires (les cyanobactéries filamenteuses Lyngbya majuscula et Anabaena cf. torulosa), trois mollusques herbivores (Stylocheilus striatus, S. longicauda, et Bulla orientalis), un nudibranche carnivore (Gymnodoris ceylonica) et un crabe carnivore (Thalamita coerulipes). L. majuscula et A. cf torulosa prolifèrent sur de vastes zones jusqu’à épiphyter les coraux ; elles sont des producteurs importants de métabolites secondaires, principalement des lipopeptides cycliques, qui peuvent être toxiques ou répulsifs. Cependant, ces composés n’empêchent pas le lièvre de mer S. striatus de consommer les cyanobactéries. S. striatus, décrit comme un prédateur spécialiste de L. majuscula, est connu pour séquestrer et/ou biotransformer les métabolites secondaires de L. majuscula. Cependant nous avons également observé S. striatus, sur A. cf torulosa où il semble moins exposé à la prédation du nudibranch G. ceylonica que quand il est sur L. majuscula. Dans cet écosystème modèle, nous avons combiné le profilage des métabolomes des deux cyanobactéries et des expériences en écologie dans le but d’étudier le rôle des médiateurs chimiques dans la structuration de cet écosystème ; nous avons complété la caractérisation des profils métaboliques des deux cyanobactéries, étudié les transmissions verticale et horizontale des métabolites secondaires produits par les cyanobactéries le long de la chaine trophique, et étudié le rôle de ces composés dans les relations prédateurs-proies. De A. cf torulosa, nous avons isolé cinq analogues acyliques et deux analogues cyliques des laxaphycines que nous avons caractérisés par RMN (1D et 2D RMN : COSY, TOCSY, HSQC, HMBC, NOESY), spectrométrie de masse (spectrométrie de masse à haute résolution et fragmentation en MSn), ainsi que par dégradation chimique avec la méthode de Marfey. La présence de laxaphycines acycliques n’a jamais été décrite auparavant. Nous avons montré que les peptides de L. majuscula sont séquestrés sans biotransformation par les herbivores, alors que les herbivores présents sur A. cf torulosa biotransforment deux laxaphycines en quatre composés nouveaux que nous avons caractérisés. Il ne semble pas que la séquestration et la biotransformation soient opérées dans le but d’améliorer les défenses chimiques des herbivores mais plutôt comme un mécanisme de tolérance. Nous avons également montré que les mollusques herbivores utilisent les composés produits par les cyanobactéries comme signaux chimiques pour détecter à distance les cyanobactéries et pour le choix de leur nourriture. Ces expériences de choix semblent indiquer que S. striatus et B. orientalis sont des herbivores généralistes bien que l’influence des molécules des cyanobactéries suggère un comportement adaptatif permettant au mollusque de retrouver l’hôte sur lequel il a été prélevé. / In the lagoon of Moorea in French Polynesia, we have identified a relatively simple tropical marine ecosystem consisting of two primary producers (two filamentous cyanobacteria, Lyngbya majuscula and Anabaena cf. torulosa), three herbivorous molluscs (Stylocheilus striatus, S. longicauda and Bulla orientalis), a carnivorous nudibranch (Gymnodoris ceylonica) and a carnivorous crab (Thalamita coerulipes). L. majuscula and A. cf torulosa, that bloom ephemerally across wide sandy areas and even on corals, are prolific producers of secondary metabolites, mainly cyclic lipopeptides, which may either be toxic or act as feeding deterrents to potential consumers. However, these compounds do not prevent the sea hare S. striatus, feeding on cyanobacteria. S. striatus, considered as L. majuscula specialist, is known to sequester and transform some secondary metabolites produced by L. majuscula,. However we found also S. striatus feeding on A. cf torulosa and in this case it was less susceptible to predation by the nudibranch G. ceylonicasa than when it fed on L. majuscula. In the study of this model ecosystem, we combine cyanobacterial metabolome profiling and ecological bioassays in order to study the cascading effects of chemical mediators in multi-trophic relationships; we completed the metabolic profile characterization of the two cyanobacteria, we studied vertical and horizontal transmissions of the cyanobacterial secondary metabolites along the trophic web, and studied the role of these compounds in predator-prey relationships. Focusing our attention on A. cf torulosa we isolated seven new lipopeptides, derived from the known laxaphycins, and characterized them using extensive NMR experiments (1D and 2D NMR: COSY, TOCSY, HSQC, HMBC, NOESY), mass spectrometry (HR-MS and fragmentation by MSn) and Marfey’s advanced method. It is the first time that acyclic analogs of laxaphycins have been described. Although the peptides from L. majuscula are found intact in herbivores, some lipopeptides from A. cf torulosa are biotransformed by sea hares into four new compounds we characterized. The sequestration and biotransformation by the herbivores may be considered as a tolerance mechanism rather than a defense mechanism. We demonstrate also that the herbivores use cyanobacterial compounds as chemical cues for cyanobacteria tracking and feeding choice. Our experiments suggest that S. striatus and B. orientalis are generalist consumers, although the influence of cyanobacterial chemical cues on their foraging preferences may suggest an adaptive behavior enabling the mollusc to track their host of origin.

Le milieu marin représente une source d'inspiration pour les chimistes, grâce à l'incroyable diversité structurale des composés isolés des organismes et micro-organismes marins. Parmi eux, la laxaphycine B, un lipopeptide cyclique isolée de la cyanobactérie Anabaena torulosa est comme la plupart des peptides marins produit selon une voie de biosynthèse non ribosomale « NRPS /PKS » et présente une forte activité cytotoxique sur différentes lignées cellulaires cancéreuses. Une des problématiques de ce lipopeptide est l'absence d'information sur son mécanisme d'action. Afin d'identifier des cibles potentielles, mais surtout d'entreprendre des études des relations structure-activités, la confirmation de sa structure est nécessaire. C'est dans cette optique que nous avons entrepris la synthèse de la laxaphycine B en synthèse peptidique en phase solide (SPPS). Dans un premier temps, nous avons entrepris la synthèse des quatre aminoacides non ribosomaux. Dans un second temps, nos efforts se sont concentrés sur le développement d'une stratégie de synthèse pour l'obtention de ce lipopeptide. En dernier lieu, nous avons étudié la structure secondaire possible de la laxaphycine B, afin d'apporter une explication sur son mécanisme d'action. / Marine environment is a source of inspiration for chemists, thanks to the incredible structural diversity isolated from marine organisms and microorganism's compounds. Among them, laxaphycine B, a cyclic lipopeptide isolated from Anabena torulosa cyanobacteria, as like most marine peptides produced by a non-ribosomal biosynthesis pathway "NRPS/PKS”. Furthemore, this peptide has shown a strong cytotoxic activity on various cancer cell lines. One of the problems of this lipopeptide, is the lack of information on its mechanism of action. To identify potential targets and also to study in structure activity relationships, confirmation of its structure is necessary. It is in this context that we undertook laxaphycine B's synthesis using SPPS. In a first step, the four non-ribosomal aminoacids have been synthesized. In a second step, our efforts have focused on the development of a synthesis strategy to obtain laxaphycine B. Lastly, we studied the laxaphycin B's secondary structure to understand its mechanism of action.

La chimie de clic est devenue indispensable dans les nombreux domaines de chimie associée à la conception de médicament. Dans ce contexte, comme nous savons(connaissons) l'étude concernant l'impact d'insertion triazole sur la conformation de peptaibol est limitée, nous avons conduit l'étude pour examiner l'impact et l'adaptabilité de 1, 1 4-disubstituted, 2, l'insertion 3-triazole dans peptaibols différent. Selon le résultat de cette expérience touchant à l'activité réduite et la conformation perturbée de l'analogue peptaibol, le substitut dipeptide décoré du fragment triazole portant substituents hydrophobe divers a été inséré à très N-ter la partie du peptaibol. L'amélioration du bioactivity et de la restauration de la conformation pour les analogues peptaibol a été observée et le fait a été aussi soutenu par les résultats obtenus de l'étude biophysique des analogues choisis d'ALM F50/5. Nous avons plus loin prolongé notre étude pour employer notre stratégie à être appliqué sur le peptide P42 thérapeutique qui souffre de la limitation de manque de perméabilité et de stabilité. Le peptide P42 est impliqué dans le pathophysiology de la maladie d'Huntington neurodégénératif. Un total de 12 analogues de peptide de P42-camelote a été synthétisé par SPPS par notre protocole optimize. Dans la deuxième partie, nous avons développé une stratégie pour synthétiser lipopeptide cyclique produit de l'espèce cynaobacterial marine. Notre objectif principal était de synthétiser Hormothamnin A, undecapeptide cyclique consistant de plusieurs acides aminés artificiels incluant dehydroamino acide (Dhaa) qui fait la synthèse de ce peptide compliqué. En raison de cette raison, premièrement, nous avons voulu appliquer notre stratégie de synthétiser Trichormamide A, une sorte relativement plus simple de cylic lipopeptide. Après l'accomplissement de cette tâche, une première tentative a été faite pour synthétiser Hormothamnin A. Le résultat préliminaire de ceci est présenté dans cette section. Enfin, nous avons essayé de développer une méthodologie robuste pour synthétiser Fmoc-Dhaa dans la phase de solution et son insertion dans l'ordre peptaibol par une norme(un standard) SPPS le protocole. Les résultats préliminaires que nous avons concernant la synthèse Dhaa et son insertion dans peptaibol sont aussi discutés ici de plus avec la synthèse de phase solide de Bergofungin naturel D. / The click chemistry has become indispensible in the many areas of chemistry associated with drug design. In this context, as we know the study concerning the impact of triazole insertion on the conformation of peptaibol is limited, we have conducted the study to investigate the impact and adaptability of the 1, 4-disubstituted 1, 2, 3-triazole insertion into different peptaibols. Depending on the outcome of this experiment relating to reduced activity and perturbed conformation of the peptaibol analogue, the dipeptide surrogate decorated with the triazole moiety bearing various hydrophobic substituents was inserted at the very N-ter part of the peptaibol. The improvement of the bioactivity and restoration of the conformation for the peptaibol analogues was observed and the fact was also supported by the results obtained from the biophysical study of the selected analogues of ALM F50/5. We have further extended our study to employ our strategy to be applied on the therapeutic P42 peptide which suffers from the limitation of lack of permeability and stability. P42 peptide is involved in the pathophysiology of neurodegenerative Huntington’s disease. A total of 12 analogues of P42-TAT peptide were synthesized through SPPS by our optimized protocol. In the second part, we have developed a strategy for synthesizing the cyclic lipopeptide originated from marine cynaobacterial species. Our main objective was to synthesize Hormothamnin A, a cyclic undecapeptide consisting of several unnatural amino acids including dehydroamino acid (Dhaa) which makes the synthesis of this peptide complicated. Due to this reason, firstly, we have chosen to apply our strategy to synthesize Trichormamide A, a relatively simpler kind of cylic lipopeptide. After accomplishing this task, a first attempt was made to synthesize Hormothamnin A. The preliminary result of this is presented in this section. At last, we have tried to develop a robust methodology to synthesize Fmoc-Dhaa in solution phase and its insertion into the peptaibol sequence through a standard SPPS protocol. The preliminary results we have got concerning the Dhaa synthesis and its insertion into peptaibol are also discussed here in addition with the solid phase synthesis of natural Bergofungin D