Pseudomonas aeruginosa (PA) est la troisième bactérie impliquée dans les maladies nosocomiales et est la principale cause de mortalité des patients atteints de la mucoviscidose. PA est résistante à la plupart des traitements antibiotiques. Trouver de nouvelles stratégies thérapeutiques est devenu un enjeu majeur de santé publique, l’une d’entre elles est l’inhibition de facteurs de virulence. Parmi ceux-ci, les lectines sont des protéines impliquées dans l’adhésion et la formation de biofilm via des interactions avec des sucres (PA-IL, PA- IIL, FliC, FliD, PilA, PilY1 et CupB6).Le but de ce travail est donc de trouver des leurres moléculaires ayant une forte affinité pour ces lectines. Ceux-ci sont des motifs saccharidiques présentés de façon multivalente : glycoclusters. De part leur grande diversité structurale et leur faible quantité, un outil de criblage innovant a été développé qui consiste en une lame de verre microstructurée : le glycocluster-microarray. Les glycoclusters sont immobilisés de manière ordonnée par DNA Directed Immobilization (DDI). Deux méthodes de criblage ont été développées grâce à cet outils : 1) le criblage en solution et par compétition d’une bibliothèque de motifs saccharidiques et 2) le criblage d’une bibliothèque de glycoclusters immobilisés sur le microarray. Avec cet outil, des protocoles de mesures d’IC50 et de Kd ont aussi été fiabilisés pour caractériser les meilleurs candidats inhibiteurs des lectines. Le glycocluster- microarray présente l’avantage de n’utiliser qu’une très faible quantité de matériel (quelques picomoles) et permet de réaliser diverses analyses en parallèle.Afin de valider cet outil, une étude sur l’impact de la densité de surface en glycocluster a été menée. Le criblage de plus de 150 motifs saccharidiques a permis de sélectionner ceux ayant une forte affinité pour les lectines. L’analyse sur microarray complétée par de la modélisation moléculaire d’une bibliothèque de glycoclusters, possédant ces motifs et différentes topologies, valences et propriétés (aromaticité, charge,…), a permis d’identifier les paramètres clés dirigeant les relations structure-affinité. Une activité anti-biofilm chez PA a été démontrée avec les meilleurs glycoclusters ciblant PA-IL.Tester l’activité in vivo, chez l’animal, des meilleurs candidats est une voie à explorer. Cibler d’autres lectines comme celles présentes sur le flagelle et les pili de PA et notamment impliquées dans son adhésion précoce est aussi une voie à développer. Pour cela, des tests préliminaires ont été présentés et d’autres sont en cours faisant appel à l’utilisation de bactéries entières ainsi qu’à une détection sans marquage des lectines. / Summary: Pseudomonas aeruginosa (PA) is the third pathogen involved in nosocomial diseases and the major cause of mortality of cystic fibrosis patients. PA develops resistance to antibiotics treatments. And so, developing new therapeutic strategies is a public health issue. One of the promising strategies is to inhibit virulence factors involved in the adhesion and the biofilm formation of PA. Some of these virulence factors are lectins which interact with sugars (PA-IL, PA-IIL, FliC, FliD, PilA, PilY1 and CupB6).The goal of this work is to find molecular decoys which have a strong affinity for these lectins. These are saccharidic units with a multivalent display: glycoclusters. An innovative screening tool has been developed: the glycocluster-microarray, to study lectin/glycocluster interactions. It is a microstructured glass slide where glycoclusters are immobilized by DNA Directed Immobilization (DDI). Two screening methods have been developed with this microarray: 1) the screening in solution and by competition of a saccharidic units library and2) the screening of a glycoclusters library immobilized on the microarray. Protocols of IC50 and Kd measurements have also been developed with this tool to characterize the best lectins inhibitors. This tool allows to use few amount of material (few picomoles) and to do parallel analysis.To validate the microarray, a study of the impact of glycoclusters surface density has been done. The screening of more than 150 saccharidic units allowed the selection of the ones that display the best affinity forlectins. The analysis, on microarray and molecular simulations, of the glycoclusters library displaying thesesaccharidic units and several topologies, valences and properties (aromaticity, charge,…) enable to identify key parameters of structure-affinity relationships. An anti-biofilm activity has been observed for the best glycoclusters targeting PA-IL.Testing in vivo activity of these best candidates will be explored. Targeting others lectins such as the ones on the flagella and pili of PA and involved in the early adhesion needs also to be developed. To this end, preliminary tests have been showed and some are in progress.

Parmi les 57 cytochromes P450 identifiés lors du séquençage complet du génome humain, on en dénombre environ 15 dont on ne connaît pratiquement rien de leurs rôles physiologiques, de leurs substrats, et de leurs structures, d’où le nom de «P450 orphelins». Le CYP2U1 est l’un des cytochromes P450 les plus fortement exprimé au niveau du cerveau et du cervelet mais c’est aussi l’un des plus conservé parmi les différentes espèces du règne animal. Ce travail de thèse a tout d’abord consisté à optimiser les conditions d’expression du CYP2U1 sous une forme active. Un premier système d’expression dans la levure Saccharomyces Cerevisiae a permis une production d’un complexe CYP2U1-P450 réductase catalytiquement actif permettant des études de recherche de substrat. Un second système d’expression dans Escherichia Coli devrait permettre d’obtenir de plus grandes quantités d’enzyme soluble destinée à des études structurales. Dans un second temps, une recherche de substrats a été effectuée à l’aide d’analyse d’incubats par chromatographie liquide couplée à une détection par spectrométrie de masse. A ce jour, un screening dirigé de plus de soixante-dix molécules, substrats de P450s de la famille 2, a permis d’identifier les premiers substrats exogènes du CYP2U1, les analogues de terfénadone et la débrisoquine. D’autre part, une étude par modélisation moléculaire de la structure du CYP2U1 a été effectuée. Cette étude montre que le CYP2U1 diffère de tous les autres P450s par la présence d’un insert très spécifique dans son domaine N-terminal. Des modèles par homologie basés sur les structures cristallographiques des P450s de la famille 2 ont été construits. Ces modèles ont été validés par dynamique moléculaire et ont permis de proposer un mode d’interaction avec la membrane, d’identifier la position des canaux d’accès ainsi que de déterminer la topologie du site actif. Enfin, un docking des premiers substrats exogènes au sein du site actif du CYP2U1 a permis de confirmer la régioselectivité des hydroxylations catalysées par le CYP2U1. / Among the 57 human cytochrome P450 genes that have been identified; substrates, structure and physiologic role of 15 of them is practically unknown. They are called orphan. One of them, CYP2U1 is one of the most expressed cytochrome P450 in the brain and in the cerebellum but also one of the most conserved isoform in the all animal kingdom. This manuscript first describes the optimization of the heterologous expression of an active form of CYP2U1. Expression in a eukaryotic host, yeast Saccharomyces Cerevisiae first allows the production of a catalytic active CYP2U1-P450 reductase complex needed for substrate screening. Another expression system in a prokaryote host Escherichia Coli will allow higher production rate of a truncated and soluble form of the protein which will permit structural studies. Then a directed substrate screening was performed with the liquid chromatography – mass spectrometry analysis of CYP2U1 incubations. To date, 70 molecules, CYP2 family substrates, were tested that allow the identification of the two first exogenous CYP2U1 substrates: débrisoquine and terfenadone analogs. A structural study was achieved using a homology tridimensional model of the enzyme. We have found that CYP2U1 is longer than the other human CYPs, with an N-terminal 20 amino acids insertion, located after the  helical membrane spanning domain. Structural models were built using six crystallized human CYP2s as templates. Molecular dynamics experiments in membrane suggested a specific interaction with the membrane. The active site topology and the access channels were also determined and a docking of the two first exogenous CYP2U1 substrates was performed in order to confirm the regioselective hydroxylation activities observed in vitro.

Les cryptophanes constituent une famille de molécules chirales qui comportent une cavité dans laquelle elles peuvent accueillir des espèces invitées de taille et de nature variables (halogénométhanes, xénon, cations). Nous nous sommes intéressés aux propriétés d’encapsulation présentées par trois espèces solubles dans l’eau : le cryptophane-A hexa-hydroxyle, le cryptophane-A penta-hydroxyle et le cryptophane-A hexa-acide carboxylique. La chiralité de ces systèmes a été utilisée pour en étudier les propriétés de complexation au moyen de techniques chiroptiques : la polarimétrie, le dichroïsme circulaire électronique (ECD) et le dichroïsme circulaire vibrationnel (VCD), cette dernière technique étant associée à des calculs de chimie théorique. Les effets de différents paramètres, tels que le pH de la solution et la nature des contre-ions, sur la complexation de molécules invitées ont été analysés. Les modifications conformationnelles induites sur les cryptophanes lors de l'encapsulation ont également été déterminées. De plus, des propriétés d'énantiodiscrimination de ces cryptophanes hydrosolubles énantiopurs vis-à-vis de petites molécules invitées chirales ont été mises en évidence. Enfin, ces cryptophanes ont montré une affinité exceptionnelle pour le cation césium Cs+ en solution aqueuse. Ces deux derniers résultats permettent d’envisager des applications intéressantes de ces systèmes en chromatographie chirale d’une part, et en chimie de l’environnement pour la détection de césium radioactif d’autre part. / Cryptophanes derivatives are a family of chiral molecules containing a cavity which enables them to encapsulate guest species with variable size and nature (halogenomethanes, xenon, cations). We have been interested in the encapsulation properties of three different water soluble cryptophanes: hexa-hydroxyl cryptophane-A, penta-hydroxyl cryptophane-A and hexa-carboxylic acid cryptophane-A. The chirality of these systems have been exploited to study their complexation properties using chiroptical techniques: polarimetry, electronic circular dichroism (ECD) and vibrational circular dichroism (VCD), the latter being associated with theoretical calculations. The effects of different parameters such as the pH of the solution and the nature of the counter-ions on the complexation of guest molecules have been analyzed. The conformational changes induced on the cryptophanes upon encapsulation have been also determined. In addition, enantiodiscrimination properties of these enantiopure water soluble cryptophanes toward small chiral guest molecules have been evidenced. Finally, these cryptophanes have shown an exceptional affinity for the cesium cation Cs+ in aqueous solution. These last two results allow to consider interesting applications of these systems in chiral chromatography and environmental chemistry, in particular for the detection of radioactive cesium, respectively.

Ce projet de recherche est focalisé sur le lien entre la structure des molécules odorantes et leurs interactions avec les récepteurs olfactifs exprimés dans les neurones olfactifs. Cette recherche fondamentale est d'une importance primordiale pour la construction d'un «nez virtuel », physiologiquement inspiré, qui reproduit la fonction des 400 types de récepteurs olfactifs impliqués dans la détection des odeurs. Ici, chaque récepteur olfactif est représenté par un système moléculaire qui est reproduit atome par atome dans un modèle informatique. Un protocole optimal a été conçu pour prédire les structures de ces récepteurs grâce à l’analyse bioinformatiques de leurs séquences sous contraintes de données expérimentales. Ensuite, les bases de la relation entre la séquence d’un récepteur et son mécanisme d’activation en fonction de la structure d’une molécule odorante liée à sa cavité ont été établies. Par ailleurs, l’analyse des structures de molécules d’une même famille olfactive peut conduire à l’identification des récepteurs impliqués dans leur perception. L’ensemble de ces résultats constitue les bases pour l’étude des relations structure-odeur à l’ère post-génomique. / This research project is focused on the link between chemical structures of odorant molecules and their interactions with odorant receptors expressed in olfactory neurons. This basic research is of primary importance for building a physiologically-inspired “computational nose” that reproduces the function of the 400 types of odorant receptors involved in the perception of smells. Here, each odorant receptor is represented as a molecular system, reproduced atom per atom in a computational model. An optimal protocol has been built to predict the structure of these receptors using bioinformatics analyses of their sequences under the constraints of experimental data. Then, the relationship between the sequence and the activation mechanism of a receptor as a function of the structure of a molecule bound to its cavity has been established. Furthermore, the structural analysis of molecules belonging to the same olfactory family was shown to lead to the prediction of some receptors involved in their perception. These results constitute a basis for structure-odor relationships studies in the postgenomic era.

La Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) est une pathologie pulmonaire complexe entrainant une diminution progressive et irréversible des capacités respiratoires. L'emphysème est la composante majoritaire de la BPCO. Une importante réponse inflammatoire chronique est associée à la BPCO et implique à la fois les cellules de l'immunité innée, comme les macrophages et les polynucléaires neutrophiles (PN), et les cellules de l'immunité adaptative. La BPCO est également caractérisée par une destruction importante du tissu pulmonaire qui est associée à une dégradation de l'élastine et du collagène, deux protéines essentielles de la matrice extra-cellulaire (MEC). Cette dégradation génère des peptides doués de nombreuses activités biologiques. Le travail de thèse présenté ici nous a permis de montrer que l'injection intra-trachéale du peptide VGVAPG, une séquence active des peptides d'élastine (PE) induit un emphysème chez la souris, emphysème caractérisé par une forte infiltration des macrophages et des PN dans les lavages bronchoalvéolaires (LBA) et dans le parenchyme pulmonaire et par une destruction de la MEC au niveau du tissu pulmonaire. L'effet des PE s'exerce par le biais du complexe récepteur à l'élastine (CRE) et est déclenché par l'interaction des PE avec la sous-unité EBP du complexe. Nous avons montré, dans un travail précédent, que la spécificité de l'interaction entre l'EBP et les PE est associée à la présence du motif GXXP dans les peptides et à l'adoption d'une conformation en coude β de type VIII par le peptide. Sur la base de ces résultats, nous avons effectué, à partir du peptide VGVAPG, des mutations systématiques des résidus centraux de GXXP afin de déterminer les peptides les plus favorablement repliés en coude beta de type VIII et nous avons sélectionné les meilleurs candidats pour la fixation à l'EBP. Nous avons focalisé notre attention sur les peptides interagissant avec l'EBP et qui montraient des effets biologiques modérés. La possibilité d'utiliser de tels peptides comme des antagonistes des effets du peptide VGVAPG a été évaluée in vitro et in vivo. / The Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a complex lung disease causing a progressive and irreversible decrease in respiratory capacity. Emphysema is the major component of COPD. An important chronic inflammatory response is associated with COPD and involves both cells of innate immunity, such as macrophages and neutrophils (PN), and the cells of the adaptive immunity. COPD is characterized by extensive destruction of lung tissue that is associated with degradation of elastin and collagen, two essential proteins of the extracellular matrix (ECM). This degradation generates peptides endowed numerous biological activities. The thesis presented here has allowed us to show that the intratracheal injection of peptide VGVAPG, an active sequence of elastin peptides (PE)-induced emphysema in mice, emphysema characterized by a strong infiltration of macrophages and PN in the bronchoalveolar lavage (BAL) and in the lung parenchyma and the destruction of the ECM in the lung tissue. The effect of PE is exercised through the elastin receptor complex (CRE) and is triggered by the interaction of PE with subunit EBP complex. We have shown in previous work that the specificity of the interaction between EBP and PE is associated with the presence of GXXP motif in peptides and the adoption of a conformation type VIII β turn by peptide. Based on these results, we have made, from the peptide VGVAPG, systematic changes of the central residues GXXP to identify peptides most favorably bent type VIII β turn and we selected the best candidates for fixing to EBP. We focused our attention on the peptides interact with the EBP, which showed moderate biological effects. The possibility of using such peptides as antagonists of the effects of peptide VGVAPG was evaluated in vitro and in vivo.

Les flavonoïdes, molécules naturelles possédant des propriétés antiradicalaires et antioxydantes, sont produits au cours de cascades enzymatiques impliquant plusieurs enzymes. Il a récemment été proposé que certaines de ces enzymes s'assembleraient pour former un complexe multienzymatique transitoire, appelé métabolon, ancré à la membrane cellulaire. Cette structure rendrait possible des phénomènes de transfert direct de métabolites d'un site actif à l'autre (substrate channeling), réduisant ainsi les temps de diffusion et minimisant les effets de solvatation/désolvatation du substrat. L'objectif de ce travail est de proposer un premier modèle de ce type de complexe, impliquant trois enzymes de la biosynthèse des flavonoïdes : la dihydroflavonol-4-réductase (DFR), la flavonoïd-3'-hydroxylase (F3’H) et la leucoanthocyanidine réductase (LAR). L'étude de ces complexes moléculaires requiert la mise en œuvre d'une méthodologie multi-échelles basée sur l’utilisation i) de méthodes hybrides QM/MM pour l'étude de la réactivité enzymatique, ii) de simulations de dynamique moléculaire à résolution atomique se déroulant sur des échelles de temps de l'ordre de la microseconde pour estimer des propriétés thermodynamiques et cinétiques, iii) de calculs de docking protéine-protéine en résolution gros grain. L'application des différents niveaux de théorie nous a permis d'établir un premier modèle de métabolon à trois enzymes en interaction avec une membrane cellulaire. / Flavonoids, some natural compounds exhibiting antioxidant properties, are synthesized along enzymatic cascades involving several enzymes. It has been recently proposed that some of these enzymes are involved in the formation of large transient macromolecular edifices, called metabolon, interacting with cellular membrane. Such molecular complexes should allow direct metabolites transfer from one active site to the other (substrate channeling phenomenon), minimizing diffusion time and solvation effects. The present work aims to establish a first model of a metabolon involving 3 enzymes of the flavonoid biosynthesis: the dihydroflavonol 4-reductase (DFR), the flavonoid 3'-hydroxylase (F3'H) and the leucoanthocyanidin reductase (LAR). The study of such large molecular system requires a multiscale approach based on i) hybrid QM/MM methods to decipher enzymatic mechanism, ii) molecular dynamic simulations in microsecond timescale to estimate thermodynamic and kinetic properties and iii) protein-protein docking at coarse-grained resolution. These different levels of theory allow us to establish a first model of a three-enzymes-metabolon in interaction with a model of cellular membrane.

Le TIMP-1, inhibiteur naturel des métalloprotéinases matricielles, exerce des effets pléïotropes indépendants de l'inhibition des MMPs et participe au développement de certains cancers et maladies neurodégénératives. Ces effets cytokiniques du TIMP-1 impliquent sa liaison à des récepteurs membranaires dont certains sont caractérisés, la glycoprotéine CD63/intégrine beta 1 et le complexe pro MMP-9/CD44. Cependant les acides aminés ou les domaines du TIMP-1 se liant à ces récepteurs ne sont pas identifiés. Les travaux réalisés au cours de cette thèse mettent en évidence un nouveau récepteur du TIMP-1, la protéine LRP-1. Dans les neurones corticaux murins, le TIMP-1 se fixe aux domaines DII et DIV de LRP-1, est endocyté et induit une réduction de la taille des neurites ainsi qu'une augmentation du volume des cônes de croissance. Afin de caractériser cette interaction, nous avons utilisé une approche originale de modélisation moléculaire associant les analyses de modes normaux et la dynamique moléculaire. Ces analyses in silico ont permis d'identifier un mouvement de pince entre les domaines N et C-terminaux du TIMP-1. Nous avons muté trois résidus (F12, K47 et W105) localisés dans une région essentielle d'un point vue énergétique à l'exécution de ce mouvement. Ces trois mutants n'ont pas d'effet sur la longueur du réseau neuritique et ne sont pas endocytés par LRP-1. En revanche, ils interagissent avec les 2 autres récepteurs (CD63 et proMMP-9) et reproduisent les effets du TIMP-1 sauvage. De plus, nous avons identifié une séquence de 6 acides aminés localisée dans le domaine extracellulaire I de CD63 et essentielle à la liaison avec le TIMP-1. L'ensemble de ces travaux a permis l'identification de régions impliquées dans l'interaction du TIMP-1 avec ses différents récepteurs et pourrait permettre le développement de nouveaux outils pharmacologiques ciblant les activités cytokiniques du TIMP-1. / TIMP-1, a natural inhibitor of matrix metalloproteinases, exerts pleiotropic effects independent of MMP inhibition and thus participates to the development of some cancers and neurodegenerative disorders. These cytokine-like activities require TIMP-1 binding to membrane receptors. Up to date two receptors, CD63/integrin beta 1 and proMMP-9/CD44, have been characterized. Nevertheless, TIMP-1 residues or regions binding these receptors remain unknown. In this work, we have identified the protein LRP-1 as a new receptor for TIMP 1. In mouse cortical neurons, TIMP-1 preferentially binds DII and DIV domains of LRP-1, is internalized via a LRP-1-dependent endocytosis, reduces neurite length and increases growth cone volume. To go deeper into TIMP-1/LRP-1 interaction, we used an original molecular modeling approach which combined normal mode analysis and molecular dynamic. These in silico studies allow us to point out a clamp movement between the N- and C-terminal domains of TIMP-1. Three residues localized in a region that seems essential for the movement have been mutated (F12, K47 and W105) and single mutants have been produced. These mutants do not reduce neurite outgrowth and are not internalized by LRP-1. In contrast, they interact with the two others receptors proMMP-9 and CD63 and induce associated biological effects. Furthermore, we have identified a sequence of six residues localized in the CD63 extracellular domain I and essential for TIMP 1 binding. The set of our data highlighted new regions of TIMP-1 interacting with its receptors and could lead to design novel therapeutic agents targeting the TIMP-1 cytokine like activities.

VKORC1 est une enzyme membranaire du réticulum endoplasmique, responsable de la réduction de la vitamine K époxyde en vitamine K quinone, activant la synthèse des facteurs de coagulation. VKORC1 constitue ainsi une cible thérapeutique privilégiée des anticoagulants de type anti-vitamine K (AVKs). Cependant, certaines mutations de VKORC1 induisent une dérégulation physiologique et/ou une résistance aux AVKs. En l’absence de données structurales, plusieurs modèles topologiques de VKORC1 ont été proposés à partir des données biochimiques et biophysiques, fréquemment contradictoires. La topologie de VKORC1 ainsi que l'implication des résidus de cystéine (strictement conservés chez toutes les VKORs) dans le mécanisme enzymatique de la protéine restent incertaines. Nous avons construit, par des méthodes in silico, un modèle 3D de la VKORC1 humaine sauvage (hVKORC1WT) à l'échelle atomique. Des simulations de dynamique moléculaire de la protéine, en considérant tous les résidus de cystéine sous leur forme oxydée (SH), nous ont permis d'identifier les résidus de cystéine les plus susceptibles de former des ponts disulfures. Nous avons par conséquent décrit les conformations métastables de hVKORC1WT mimant les états fonctionnels de la protéine. L’étude de la reconnaissance des formes époxyde et réduites de la vitamine K par les conformations prédites de hVKORC1WT a mis en évidence leur sélectivité réciproque. Les conformations de hVKORC1WT ciblées par chaque forme de la vitamine K et leur rôle dans le mécanisme de réduction de la molécule ont ainsi été caractérisés. Nous avons postulé à partir de ces résultats le mécanisme enzymatique détaillé de hVKORC1WT et proposé la structure-cible des AVKs. Les interactions entre la cible prédite - hVKORC1WT à l'état actif - et trois AVKs différents ont été décrites en termes d’énergie libre de liaison. Ces résultats ont été corrélés avec les constantes d'inhibition mesurées in vivo, validant nos prédictions théoriques. Notre protocole, développé pour hVKORC1WT, est applicable aux formes mutées de l’enzyme. Il permettra la description des mécanismes modifiant l'activité réductase de hVKORC1 et/ou provoquant une résistance aux AVKs. Cette description ouvre la voie à la conception d'une nouvelle génération d'inhibiteurs surmontant les résistances aux AVKs. Notre concept et le protocole établi pour l’étude de hVKORC1 peuvent être étendus à l'analyse des VKORs mammaliennes et aux autres enzymes de la famille des oxydoréductases. / VKORC1 is an endoplasmic reticulum membrane-resident enzyme, responsible for vitamin K epoxide reduction to vitamin K quinone that activates coagulation factors synthesis. VKORC1 is thus a prominent target of vitamin K agonists (VKAs) in anticoagulant therapies. However, some VKORC1 mutations lead to physiological dysregulation and/or VKAs resistance. No VKORC1 structural data is available, and postulated topological models are based on biochemical and biophysical experimental observations frequently contradicting. Topology of VKORC1 and involvement of cysteines residues (highly conserved in VKORs) in the protein enzymatic mechanism remain unclear. We built an in silico 3D model of the wild-type human VKORC1 (hVKORC1WT) at the atomistic scale. Molecular dynamics simulations of the protein model, carrying all the cysteines residues in their oxidized form (SH), were used for identification of cysteines residues which may plausibly form disulfide bridges. We thus described hVKORC1WT metastable conformations depicting the functionally relevant states of protein. Study of the vitamin K (in epoxide and in reduced forms) recognition by the predicted conformations of hVKORC1WT revealed their reciprocal selectivity. The hVKORC1WT conformations targeted by each vitamin K form were established and their role in the reduction mechanism of this molecule was explained. Using our results, we postulated the comprehensive enzymatic mechanism of hVKORC1WT and we proposed the 3D structure as the VKAs target. Interactions between the predicted target - hVKORC1WT active state - and three different VKAs were characterized. The obtained affinities (free binding energy) were in good correlation with in vivo measured inhibition constants (Ki), thus validating our theoretical predictions. Our protocol developed for hVKORC1WT is suitable for a study of its mutants. Description of the enzymatic mechanisms of mutated hVKORC1 will lead to understanding of the modified reductase activity or/and to explaining of its resistance to VKAs. Such data are crucial for the development of novel strategies in the design of a new generation of inhibitors overcoming VKAs resistance. Our concept and the established in silico protocol can be extended to analysis of mammalian VKORs and other oxidoreductases family proteins.

Les leishmanioses sont un ensemble de maladies causées par un parasite du genre Leishmania. L'augmentation des résistances aux traitements actuellement disponibles conduit à la nécessité de développer de nouvelles molécules antileishmaniennes. La GDP-MP, une enzyme indispensable à la virulence du parasite a été choisie comme cible thérapeutique. Dans la première partie de ce travail, des modèles de GDP-MP de L. donovani et de H. sapiens ont été construits par modélisation moléculaire en utilisant la construction par homologie de séquence puis la relaxation par dynamique moléculaire. La conception d'inhibiteurs assistée par l'évaluation par amarrage moléculaire de ces molécules a conduit à l'identification de nombreuses molécules potentiellement inhibitrices de la GDP-MP. Parmi ces molécules identifiées, certaines sont des analogues de GDP-Mannose présentant différents motifs de remplacement pour le pont pyrophosphate ainsi que pour la guanosine. Une autre classe de composés sont les analogues de GDP portant un motif bisphosphoré. Une étude méthodologique portant sur l'obtention de conjugués 1,4-triazoles par CuAAC sur des analogues de guanosine a été conduite, et a mis en évidence, l'efficacité de l'utilisation de nanoparticules de cuivre (I) formées in situ par réduction du sulfate de cuivre en solution aqueuse par de l'hydrate d'hydrazine pour la synthèse de ces composés. Cette méthode, en association avec la chimie des H-phosphonates, a permis, l'accès à une librairie de dérivés de GDP-Mannose. De cette manière, des analogues de guanosine et de quinoléines diversement substituées ont été synthétisés. Les composés obtenus ont été évalués sur les GDP-MP recombinantes ainsi que sur cultures de parasites. Certains des composés bisphosphonates présentent à la fois une bonne inhibition de la GDP-MP et une bonne activité antiparasitaire. Les expériences futures de cristallographie des protéines permettront d'élucider le mode de fixation de ces composés et d'orienter les pharmacomodulations futures des inhibiteurs identifiés. / Leishmaniasis is a set of disease caused by a parasite of the genus Leishmania. The increased resistance to currently available treatments led to the need to develop new antileishmanial compounds. GDP-MP, an enzyme essential for the virulence of the parasite was chosen as a therapeutic target. In the first part of this work, GDP-MP models L. donovani and H. sapiens were constructed by molecular modeling using the method of sequence homology and molecular dynamics relaxation. The evaluation of inhibitors by molecular docking has led to the identification of many potential inhibitors of GDP-MP. Among these molecules identified, some are GDP-Mannose analogs having different substitution patterns for the pyrophosphate bridge and for guanosine. Another class of compounds is the analogues of GDP wearing bisphosphorus moiety. A methodological study for the synthesis of guanosine conjugated 1,4-triazoles analogs by CuAAC was conducted and showed the effectiveness of the use of copper nanoparticles (I), formed in situ by reduction of copper sulfate in aqueous solution of hydrazine hydrate, for the synthesis of these compounds. This method in combination with the H-phosphonate chemistry, has allowed access to a library of derivatives of GDP-Mannose. In this way, guanosine analogs, and variously substituted quinolines were synthesized. The obtained compounds were evaluated on the recombinant GDP-MP as well as parasite cultures. Some bisphosphonate compounds have both a good inhibition of the GDP-MP and good antiparasitic activity. Future experiments of protein crystallography will elucidate the mode of binding of these compounds and will determine future pharmacomodulations on the identified inhibitors.

La nécroptose est une mort cellulaire régulée impliquée dans les pathologies inflammatoires, ischémiques et dégénératives. RIPK1 serait une cible thérapeutique intéressante car son activité kinase serait à l’origine de leur initiation ou aggravation. Nous avons caractérisé les effets biologiques de deux nouveaux inhibiteurs de RIPK1. La sibiriline protège les souris d’une hépatite autoimmune et 6E11 protège les cellules endothéliales de l’aorte de la mort par ischémie froide/réoxygénation, suggérant des propriétés intéressantes pour ces inhibiteurs. Ces composés diffèrent par leur mode d’action, d’interaction et de sélectivité, et restent à optimiser en vue d’une utilisation thérapeutique. / Necroptosis is a regulated cell death pathway involved in inflammatory, ischemic or degenerative diseases. RIPK1 would be an interesting therapeutic target since its kinase activity is probably responsible of their initiation or aggravation. We have characterized the biological effects of two new RIPK1 inhibitors. Sibirilin protects mice from autoimmune hepatitis and 6E11 protects endothelial aortic cells from death due to cold ischemia/reoxygenation, suggesting interesting properties for these inhibitors. These compounds differ in their mode of action, interaction and selectivity, and still need to be optimized for therapeutic use.