La composition chimique de la résine sandaraque et de son composant principal l’acide communique a été étudiée par chromatographie en phase gazeuse – spectrométrie de masse (GC-MS), MALDI-TOF (désorption-ionisation laser assistée par matrice - temps de vol), ESI (ionisation par électronébuliseur) - Orbitrap, FTIR/ATR (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier/réflectance totale atténuée), spectroscopie de RMN (résonance magnétique nucléaire) à l'état solide et liquide. Six composés avec des squelettes labdane et pimarane ont été identifiés dans la résine commerciale. Les spectres de masse obtenus ont été interprétés et le comportement en spectrométrie de masse de ces diterpénoïdes dans les conditions de l’impact électronique a été décrit. L'analyse quantitative par la méthode de l'étalon interne a révélé que les diterpénoïdes identifiés ne représentaient que 10 à 30% de l'échantillon analysé. La complexité de la fraction réticulée de la résine commerciale sandaraque est bien reflétée par les spectres de masse MALDI-TOF et ESI-Orbitrap. En conséquence, les spectres de masse de MALDI-TOF comprenaient trois clusters de pics dans la gamme m/z de 300-900, et ceux d’ESI-Orbitrap contenaient cinq clusters de pics dans la gamme m/z de 300-1100. Les pics dans les clusters correspondent aux dérivés oxygénés des diterpénoïdes. Les résultats obtenus à partir des expériences RMN par IRCP (Inversion Recovery Cross-Polarization) ont révélé le caractère rigide des échantillons de la résine sandaraque analysés et justifiaient l'hypothèse que le reste de l'échantillon, qui ne pouvait être quantifié par la méthode de l'étalon interne, aurait un caractère polymère. / The chemical composition of sandarac resin and its principal component communic acid was investigated by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization - Time of Flight), ESI (Electrospray ionization)-Orbitrap, FTIR/ATR (Fourier transform infrared spectroscopy/Attenuated total reflectance), liquid- and solid state NMR (Nuclear magnetic resonance) spectroscopy. Six compounds with labdane and pimarane skeletons were identified in the commercial resin. The obtained mass spectra were interpreted and the mass spectrometric behaviour of these diterpenoids under EI conditions was described. Quantitative analysis by the method of internal standard revealed that identified diterpenoids represent only 10–30% of the analysed sample. The complexity of the reticulated fraction of the commercial sandarac resin was well reflected by the MALDI-TOF and ESI-Orbitrap mass spectra. As a result, MALDI-TOF mass spectra comprised three clusters of peaks in the m/z range of 300–900, and for the ESI-Orbitrap mass spectra contained five clusters of peaks in the m/z range of 300–1100. The peaks in the clusters corresponded to the oxygenated derivatives of the diterpenoids. The results obtained from the IRCP (Inversion Recovery Cross-Polarization) experiments revealed the rigid character of the sandarac resin samples analyzed and justified the hypothesis that the rest of the sample, which could not be quantified by the method of internal standard, would have a polymeric nature.

Les tannins sont des polymères de polyphénols présents en quantité significative dans le vin rouge, et responsables de l’astringence et de l’amertume. L’astringence est une sensation de sècheresse et de rugosité en bouche résultant d’une forte interaction entre les tannins et les protéines de la salive impliquées dans la lubrification de la cavité buccale. L’amertume, quant à elle, est un goût stricto sensu résultant de l’interaction spécifique des tannins avec les récepteurs du goût situés dans les papilles linguales. Des études récentes ont montré que les tannins sont susceptibles d’interagir avec les lipides. Or les lipides sont présents lors de la dégustation d’un vin comme composants des membranes buccales ou des aliments gras. Cependant, le rôle des lipides dans les perceptions sensorielles d’un vin n’est pas bien connu d’un point de vue œnologique. L’objectif de cette thèse était d’étudier au niveau moléculaire les interactions tannin-lipide, pour mieux comprendre leur rôle dans les propriétés gustatives du vin. Le présent travail décrit l’effet de deux entités représentatives des tannins du vin : un monomère, la catéchine, et un dimère, la procyanidine B1, sur deux modèles lipidiques. Le premier modèle est un modèle membranaire représenté par des vésicules multilamellaires composées de POPC/Cholestérol (70/30), qui mime la composition lipidique des membranes buccales. Le deuxième modèle est une émulsion huile dans l’eau (H/E) stabilisée par le DMPC, qui mime les gouttelettes lipidiques présentes dans les aliments gras. L’organisation et la dynamique des lipides composant ces deux modèles ont été étudiées par la spectroscopie RMN (1H, 2H, 13C) en présence et en absence des deux entités de tannins. Leur localisation dans les membranes lipidiques a également été explorée, de même que leur affinité pour les lipides avec la détermination des constantes d’association tannin-lipide. Les résultats ont mis en évidence un effet fluidifiant des tannins à la fois sur le modèle de membranes buccales et sur le modèle de gouttelettes lipidiques. On a démontré que cet effet de désordre est lié à la nature chimique des tannins, ainsi qu’à leur position dans la membrane. De plus, les résultats sur l’affinité tannin-lipide sont en faveur d’une compétition avec les protéines salivaires. En outre, les résultats de biophysique se sont avérés conformes avec ceux d’une analyse sensorielle menée en parallèle qui a révélé que les aliments gras sont susceptibles de diminuer l’astringence du vin. Ces travaux montrent l’impact des composés phénoliques sur l’ordre membranaire et soulignent pour la première fois un rôle potentiel des lipides sur le goût du vin. D’une part, les interactions tannin-lipide, en perturbant l’environnement lipidique des récepteurs du goût enchâssés dans les membranes buccales, pourraient affecter la fonctionnalité du récepteur et son interaction avec les tannins, et donc l’amertume. D’autre part, une éventuelle compétition entre les interactions tannin-lipide et tannin-protéine de la salive pourrait diminuer l’astringence durant la dégustation d’un vin. Dans le domaine de l’œnologie, cette thèse vient étayer le ressenti des dégustateurs à savoir la modification du goût du vin due aux aliments et ouvre de nouvelles perspectives dans le cadre de l’association mets-vins. / Tannins are polyphenol polymers present in significant amounts in red wine responsible for astringency and bitterness. The former is a tactile perception involving dryness and roughness in the mouth due to the interaction between tannins and saliva proteins and the latter is a primary taste due to the interaction between tannins and taste receptors in taste buds. Tannins are now known to also interact with lipids. Although not present in wine, lipids are yet present during tasting in the oral membranes of tasters and in fatty foods when wine is consumed during a meal. However, although the influence of lipids is well known to wine tasters through food pairing, there is no scientific evidence to support this hedonic feeling. The aim of the thesis is to study tannin-lipid interactions at molecular level in order to better understand their implication in wine gustative properties. The present work describes the effect of the main representative grape tannin subunits, the catechin monomer and the B1 dimer, both on a model of oral membranes and food fat globules. They are represented by a dispersion of POPC/cholesterol multilamellar vesicles and a olive oil in water emulsion stabilized by DMPC as emulsifier, respectively. The organization and dynamics of the lipids composing these two models were investigated by solid-state NMR spectroscopy (1H, 2H, and 13C) in the absence and the presence of the two tannin subunits. The affinity of tannins for lipids was also explored by the determination of the thermodynamic association constant. The results pointed out a fluidizing effect of tannins both on the membrane model, as previously shown on a simpler membrane model, and on the emulsion lipid droplets. The disorder caused by tannins was shown to be related to their location in the lipid structure depending on the tannin chemical nature. Moreover, the strength of the interaction between tannins and membrane lipids was revealed to be in the same order of magnitude of that between tannins and saliva proteins. In addition, the biophysical results were in accordance with those of a sensory analysis led in parallel that revealed that fatty foods are prone to decrease wine astringency. These pioneering works shows the impact of phenolic compound on membrane order and highlight for the first time the potential role of the tannin-lipid interactions on wine taste. On the one hand, by disrupting the lipid environment of taste receptors embedded in oral membranes, tannin-lipid interactions could affect the receptor functionnality and therefore the interaction with tannin molecules, so bitterness. On the other hand, the existence of a possible competition between lipids and saliva proteins for interacting with tannins during tasting could reduce astringency.

La RMN est un outil analytique extrêmement puissant pour l’analyse quantitative et structurale, et est très utilisée en biologie structurale. C’est dans ce contexte que nous avons choisi d’étudier les interactions par RMN. Le premier système choisi est un système de polymères, les PEO. Ils sont caractérisés par plusieurs grandeurs physiques dont l’indice de polydispersité. Cet indice représente la distribution de taille d’une population de polymères. Nous avons développé une nouvelle méthode de diffusion par RMN, la DOSY afin d’accéder à cet indice : J. Viéville et al. / Journal of Magnetic Resonance 212 (2011)169–173 Le deuxième système complexe étudié est un type de molécules chimiques mimétiques de l’ADN, les PNA, acides nucléiques peptidiques. Les PNA possèdent des bases nucléiques leur permettant de former des liaisons avec l’ADN ou l’ARN. Nous avons montré par des analyses de RMN que les PNA en solution peuvent former des complexes très stables avec des températures de fusion élevées. Ces analyses RMN sont complétées par des analyses de dichroïsme circulaire.Afin de compléter notre panel d’études sur les interactions moléculaires par RMN, nous avons étudié les interactions protéine-ligand avec greffage de la protéine sur phase solide : J.M.P. Viéville et al. / Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 89 (2014) 18–23 / NMR is a powerfull technique we decided to extend to follow interactions in complex mixtures. First part is about polydispersity index of polymer which is an important physical parameter when working with polymers. We developed here a new method, based on PEO analysis, using diffusion experiments (DOSY) by NMR to assess the polydispersity index: J. Viéville et al. / Journal of Magnetic Resonance 212 (2011) 169–173. In a second time, we worked on peptidic nucleic acids, PNA. These chemicals molecules are designed to bind DNA or RNA for clinical studies. We studied PNA in solution, by NMR to showwhich kind of interactions they form on themselves. We found very stable complexes with high fusion temperatures. Circular dichroism measurements were helpful for fusion temperature determination and structural studies. To complete this panel, we were interested in the study of protein-ligand interaction. We developed a new way to follow them, using a grafted protein on a solid phase based on HR-MAS NMR technology: J.M.P. Viéville et al. / Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 89 (2014) 18–23

Les interactions biologiques sont régies par des mécanismes complexes, qui mêlent différentes échelles, de temps comme de taille. C’est le cas du ribosome, un complexe nucléoprotéique responsable de la traduction de l’ARNm en protéines, et ce faisant, une cible thérapeutique primordiale. Or la taille du ribosome procaryote 70S (2.4 MDa) rend difficile l’applications des techniques classiques de criblage de ligands. Au cours de ma thèse, j’ai exploré la possibilité d’utiliser la RMN du fluor pour caractériser les interactions entre des ligands et le ribosome procaryote. Cette approche a été motivée par l’apport de nouvelles méthodes de détection pouvant coupler la versatilité de la RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) avec les propriétés de l’atome de fluor. L’atome 19F se prête parfaitement à la RMN, avec son rapport gyromagnétique proche du proton et son abondance isotopique naturelle de 100%. De plus, le fluor est bio-orthogonal au Vivant. Enfin, les caractéristiques physico-chimiques du fluor sont bien exploitées dans la pharmacopée (un quart des antibiotiques en possèdent un groupement). / Biological interactions are under the control of complex mechanisms, across different scales, in time of in size. It is particularly true for the ribosome, a nucleoprotein responsible for the mRNA translation into proteins, and thus, a primary therapeutic target. The size of the prokaryotic 70S ribosome (2.4 MDa) is a problem for the application of classical ligand screening method. During my thesis, I explored using fluorine NMR to characterize the interaction between ligands and the prokaryotic ribosome. This strategy was motivated by new detection approaches that can combine NMR (Nuclear Magnetic Resonance) versatility with the fluorine atom properties. The 19F atom is perfectly suited for NMR, with its gyromagnetic ratio close to the proton one and its isotopic abundance of 100%. Moreover, the fluorine is absent from natural compounds. Finally, the physicochemical characteristics of fluorine are well exploited in the pharmacopeia (a fourth of all antibiotics has a fluorine moiety).

Pendant ma thèse de doctorat, j’ai eu la grande chance de travailler sur le développement de nouvelles méthodes de deux techniques spectroscopiques complétement différentes : la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) et la Spectroscopie de Masse par Résonance Cyclotronique Ionique à Transformée de Fourier (FT-ICR/MS). En tant que méthodologiste, mon but principal a été d’améliorer les méthodes existantes et la théorie. En RMN, l’outil fantastique de la manipulation des spins permet la mise en place des séquences d’impulsions, et en FT-ICR, les rapports masse sur charge (m/z) des ions et des fragments d’ions obtenus par différents chemins de fragmentation peuvent être appliqués à des problèmes en chimie, biochimie et médecine. Le manuscrit de ma thèse de doctorat comporte deux parties. Les sujets abordés étant différents, ce manuscrit a été rédigé pour que chaque chapitre puisse être lu indépendamment. La première partie aborde la RMN dans le chapitre I. Dans ce chapitre, nous avons amélioré une méthode développée précédemment dans l’equipe pour l’étude de l’échange rapide des protons par RMN. Nous avons adapté la méthode à l’étude de l’acide aminé histidine, système en apparence simple mais qui s’est avéré très compliqué à l’étude. La deuxième partie de ma thèse de doctorat aborde la spectroscopie de masse et comprend deux chapitres. Dans le chapitre II, nous avons essayé de faire revivre et de mettre en œuvre une méthode longtemps oubliée ; il s’agit de la méthode d’isolement d’ions par éjection sélective (‘notch ejection’) par spectroscopie de masse FT-ICR. Un autre sujet abordé pendant ma thèse, qui est décrit dans le chapitre III, concerne l’utilisation de trois impulsions rf dans une expérience à deux dimensions (2D) ICR. Notre objectif a été de mieux comprendre la complexité du comportement des ions pendant cette expérience 2D ICR, en particulier pour le cas d’impulsions courtes. / This thesis encompasses methodological developments in both nuclear magnetic resonance and Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. The NMR section explores the effects of scalar relaxation on a coupled nucleus to measure fast exchange rates. In order to quantify these rates accurately, a precise knowledge of the chemical shifts of the labile protons and of the scalar couplings is normally required. We applied the method to histidine where no such information was available a priori, neither about the proton chemical shifts nor about the one-bond scalar coupling constants J(1H15N), since the protons were invisible due to fast exchange. We have measured the exchange rates of the protons of the imidazole ring and of amino protons in histidine by indirect detection via 15N. Not only the exchange rate constants, but also the elusive chemical shifts of the protons and the coupling constants could be determined. For the mass spectrometry section, the ion isolation project was initiated to study the effect of phase change of radiofrequency pulses. Excitation of ions in the ICR cell is a linear process, so that the pulse voltage required for ejecting ions must be inversely proportional to the pulse duration. A continuous sweep pulse propels the ion to a higher radius, whereas a phase reversal causes the ion to come to the centre. This represents the principle of ‘notch ejection’, wherein the ion for which the phase is reversed is retained in the ICR cell, while the remaining ions are ejected. The manuscript also contains a theoretical chapter, wherein the ion trajectories are plotted by solving the Lorentzian equation for the three-pulse scheme used for two-dimensional ICR. Through our simulations we mapped the ion trajectories for different pulse durations and for different phase relations.

L'interprétation des expériences de relaxométrie RMN nécessite une modélisation précise des interactions entre le noyau étudié et son environnement. Pour un noyau quadrupolaire, l'interaction entre le gradient du champ électrique (EFG) émis par l'environnement avec le quadruple électrostatique du noyau est prépondérante. Notre travail a porté sur le développement du calcul des temps de relaxation RMN pour ces noyaux par simulation moléculaire. Nous nous sommes intéressés à la relaxation d'ions mono-atomiques en phase condensée à travers deux systèmes simples et réalistes : des solutions aqueuses d'électrolytes et des verres de silicate de sodium. L'EFG dé aux électrons de l'ion est obtenu en calculant la réponse du nuage électronique grâce à des calculs quantiques combinés à une récente méthode pour reconstruire la contribution des électrons de cœur. L'EFG dû à l'environnement est obtenu à partir d'une simulation moléculaire où les interactions sont décrites par un champ de force polarisable nouvellement développé. Les temps de relaxation obtenus en combinant ces deux contributions reproduisent correctement les résultats expérimentaux. Les simulations moléculaires nous permettent aussi d'extraire les mécanismes microscopiques. Pour les ions dans l'eau à dilution infinie, nous avons étudié les propriétés statistiques et dynamiques des fluctuations de l'EFG. Nous avons montré en particulier le rôle fondamental des fluctuations de densité de l'eau dans la première sphère de solvatation de l'ion. Cette thèse ouvre la voie à une meilleur compréhension des processus de relaxation RMN des ions mono-atomiques quadrupolaires dans des systèmes simples ou complexes. / Interpreting NMR relaxometry experiments requires an accurate modeling of interactions between the nucleus under study and its environment. For a quadrupolar nucleus, the interaction between the electric field gradient (EFG) arising from the environment and the electrostatic quadrupole of the nucleus is preponderant. The present work deals with a new method to compute NMR relaxation times for such nuclei with molecular simulations. We consider the relaxation of monoatomic ions in condensed matter through two simple and realistic systems: aqueous electrolytes and sodosilicate glasses. The EFG due to electrons around the ion is obtained by computing the electronic response with quantum calculation combined with a new method to obtain the contribution of core electrons. The EFG due to the environment is obtained from a molecular simulation where interactions are described using a recently developed polarisable force field. NMR relaxation times obtained by combining both these contributions compare well with experimental data. Molecular simulations allow us to highlight the microscopic mechanisms. For ions in water at infinite dilution, we studied the statistical and dynamical properties of EFG fluctuations. We notably demonstrated the primary role of water density fluctuations in the first solvation shell around the ion. This thesis opens the way for a better understanding of the mechanism behind the NMR relaxation of monoatomic and quadrupolar ions in simple and complex systems.

Les TSPO forment une famille ancienne et hautement conservée à travers l’évolution de protéines à 5 domaines transmembranaires, que l’on retrouve aussi bien chez les animaux que les plantes, ou encore les bactéries. La TSPO animale (ou TSPO1), la plus étudiée des TSPO à ce jour, se trouve majoritairement dans les tissus stéroïdiens où sa fonction précise est controversée. Chez certaines espèces animales, il existe une isoforme, la TSPO2, localisée dans la membrane plasmique des globules rouges alors que la TSPO1 est mitochondriale. La fonction de la TSPO2 n’est pas bien caractérisée. La TSPO végétale, localisée dans le réticulum endoplasmique, possède une extension N-terminale que n’ont pas les TSPO animale et bactérienne. Elle semble être impliquée dans la régulation du stress, tout comme la TSPO bactérienne. Les études structure/fonction des différentes TSPO réalisées dans ce travail ont nécessité leur production par voie recombinante car elles sont naturellement peu abondantes.Nous avons produit la TSPO1 murine marquée 15N,13C par surexpression dans la bactérie E. coli. Puis la protéine purifiée en détergent (SDS et DPC) a été étudiée par différentes techniques (CD, fluorescence, RMN). L’ajout du ligand spécifique de la TSPO1, le PK11195, stabilise une conformation en DPC ce qui a permis en 2014 la résolution de sa structure, par RMN du liquide, par une équipe allemande. Afin d’étudier la TSPO1 dans un environnement plus proche de sa membrane native, nous l’avons reconstituée dans des liposomes DMPC/DMPE et étudiée par RMN du solide. Les 1ers résultats sont encourageants et ouvrent une nouvelle approche expérimentale pour la détermination de sa structure en présence et, plus particulièrement, en absence de ligand. La surexpression de la TSPO2 humaine dans la bactérie E. coli s’est avérée difficile et nous avons dû la réalisée par système acellulaire (cell-free). Les quantités obtenues par cette méthode permettent d’envisager le développement futur des études des relations structure/fonction.La production et la purification du Nter de la TSPO d’A. thaliana marqué 15N,13C ont permis la détermination de sa structure par RMN du liquide. Son interaction avec des lipides chargés mise en évidence par les études RMN, suggère une nouvelle fonction de l’AtTSPO dans le trafic lipidique. / TSPO are five-transmembrane domain proteins that form a protein family highly conserved throughout evolution and that are found in animals as well as in plants and bacteria.Animal TSPO (referred to as TSPO1), the most studied TSPO, is highly expressed in tissues involved in steroid biosynthesis where its precise role remains controversial. In some animal species the presence of a less characterized TSPO isoform, TSPO2, has been reported. TSPO2 was found to be located in the plasma membrane of red blood cells whereas TSPO1 is located in mitochondrial outer membrane. Plant TSPO, which is located in the endoplasmic reticulum, possesses an N-terminal extension that is absent in bacterial and animal TSPO. This TSPO, along with the bacterial TSPO, seems to be involved in stress regulation.The structural and functional studies of TSPO proteins conducted in this work required their production through recombinant expression because they are naturally non-abundant proteins.We made use of E. coli to produce the recombinant 15N,13C-labelled mouse TSPO1. Then the protein purified in detergent was studied through several methods (CD, fluorescence, NMR). High-affinity binding of PK11195 to TSPO1 stabilizes a conformation in DPC, which made possible the structure determination of the protein in solution by NMR by a German team. We have incorporated TSPO1 into DMPC/DPME liposomes in order to provide a native-like environment and we then studied it by solid-state NMR. Preliminary results are encouraging and open up a new approach for TSPO1 structure determination in presence or in absence of ligand.Human TSPO2 overexpression in E. coli proved to be difficult and we therefore use the cell-free method. The amounts we obtained by this method allows us to consider future developments of structurefunction relationship studies.Production and purification of 13C,15N labelled N-terminal of A. thaliana TSPO have made it possible to determine its structure by liquid state NMR. Interaction of this peptide with charged lipids revealed by NMR, suggests a new fonction of AtTSPO in lipid trafficking.

Les polyélectrolytes sont des polymères avec des unités de répétition ionisables qui dans un solvant polaire, comme l’eau, se dissocient en libérant des contre-ions. Les polyélectrolytes, du fait leur présence dans de nombreuses formulations, de leur rôle dans les processus industriels, les milieux biologiques et environnementaux ont fait l’objet d’un grand nombre d’études. Pour mieux comprendre et exploiter les polyélectrolytes, leurs propriétés en présence d’autres composés doivent cependant être étudiées plus en détail. Dans cette optique, ce travail se concentre sur la modification des propriétés dynamiques de polyélectrolytes courts en présence de nanoparticules de silice. Dans ce but, nous avons conçu un système expérimental de diffuseurs dispersés au sein de suspensions d’obstacles chargés. Les diffuseurs sont des molécules de carboxylate de différentes tailles : des carboxylates simples jusqu’aux polyélectrolytes (polyacrylate de sodium, PAANa) courts. Les obstacles sont des nanoparticules de silice de différentes tailles et charges de surface. L’étude des carboxylates simples a été suggérée par la nécessité de réduire la complexité des diffuseurs. L’autodiffusion des molécules est étudiée principalement par diffusométrie RMN, technique qui permet d’étudier les mouvements browniens de molécules sur une échelle de temps de 10-1000 ms (10-100 μm en échelle spatiale). Ce travail examine également comment la présence de polyélectrolytes modifie les interactions entre particules de silice en utilisant la diffusion de neutrons aux petits angles. / Polyelectrolytes are a particular class of polymers with ionizable repetition units that dissociate in polar solvents (such as water) leading to macro-ions and counterions. Solutions and materials made of polyelectrolytes are extensively used in several formulations and in industrial, biological and environmental processes. For a better insight into these systems, the properties of polyelectrolytes in presence of other particles have to be studied in more detail. This work deals with the modification of the dynamics properties of short polyelectrolytes in presence of charged silica nanoparticles.To study this problem, we design an experimental system made of carboxylate molecules of various sizes, from simple carboxylate (propionate) up to short polyelectrolytes (sodium polyacrylate, PAANa), diffusing in aqueous dispersions of silica nanoparticles of different size and surface charge. Both polyelectrolytes and nanoparticles are negatively charged at high pH. Thanks to the use of simple carboxylates, it is possible to reduce the complexity of the diffusers. The self-diffusion of the molecules is investigated using NMR diffusion experiments, which monitors the Brownian motions of individual molecules on 10-1000 ms timescale (10-100 μm spatial scale). This work also investigates how the presence of polyelectrolytes modifies the phase behaviour of silica particles by using small angle neutron scattering.

Les protéines prions sont associées à une classe de maladies neurodégénératives, dont l'encéphalopathie spongiforme transmissible (EST) est la mieux connue. La protéine prion Sup35p représente un tel modèle car elle est non associée à une maladie. Sup35p se compose de trois domaines : un domaine N-terminal qui est responsable de la formation de prion, d'un domaine de milieu (M) qui affiche un degré élevé de flexibilité, et un domaine C-terminal fonctionnel et globulaire. Le fragment Sup35pNM est souvent utilisé comme modèle pour documenter l'assemblage et les propriétés infectieuses de Sup35p. Les études de Sup35p et Sup35pNM par RMN du solide ont révélé d'étonnantes différences structurelles entre les deux cœurs amyloïdes de Sup35p et Sup35pNM. Nos résultats sur Sup35p apportent un nouvel éclairage sur le monde étonnamment diversifié des prions où la variabilité conformationnelle joue un rôle énorme et perturbant. Ils reflètent l'image émergente que les prions sont des unités structurelles complexes. En effet, même s'il affiche une structure très définie, un domaine donné peut adopter des conformations différentes selon les circonstances (en isolation, dans le contexte d'un fragment ou la protéine entière) ou de l'environnement (conditions de tampon, présence de chaperonnes). Nos résultats donnent une explication au niveau moléculaire pour la contractante propension à l'assemblage et l'infectiosité de Sup35pNM et Sup35p, et soulignent l'importance primordiale d'une caractérisation structurale au niveau moléculaire des agrégats utilisés dans des études fonctionnelles / Prion proteins are associated with a class of neurodegenerative diseases, including transmissible spongiform encephalopathy (TSE) which is the best known. The prion protein Sup35p displays a model system because it is not associated with disease. Sup35p consists of three domains: an N-terminal domain which is responsible for the prion formation, a middle domain (M) that displays a high degree of flexibility, and a functional C-terminal domain. Sup35pNM the fragment is often used as a model to document for the assembly and infectious properties of Sup35p. Solid-state NMR studies of Sup35p and Sup35pNM fibrils showed amazing structural differences between the two amyloid cores. Our results shed new light on the surprisingly diverse world of prions where conformational variability plays a huge role. They reflect the emerging picture that prions are complex structural units. Even if it displays a very defined structure, a given field may adopt different conformations depending on the circumstances (in isolation, in the context of the whole protein or fragment) or the environment (buffer conditions, presence of chaperones). Our results provide an explanation at the molecular level for the contrasting propensity assembly and infectivity Sup35pNM and Sup35p, and emphasize the central importance of a structural characterization at the molecular level

Les hydrophobines sont des protéines fongiques caractérisées par leurs propriétés amphipathiques et un motif de quatre ponts disulfures. Leur forme soluble s’auto-assemble aux interfaces hydrophobe/hydrophile pour former une couche amphipatique. Ces protéines sont utilisées par les champignons pour franchir la barrière air/eau, former des hyphes aériennes ou recouvrir les spores les rendant hydrophobes, ce qui facilite leur dispersion dans l’air. L’hydrophobine RodA du pathogène opportuniste Aspergillus fumigatus forme une couche de fibres amyloïdes avec une morphologie en bâtonnets qui recouvre la surface des spores ce qui les rend inertes vis-à-vis du système immunitaire. Nous aspirons à décrire l’auto-association de RodA en bâtonnets, caractériser la structure des fibres et établir les potentiels liens entre structure et inertie immunologique. La protéine recombinante RodA exprimée chez E. coli peut être correctement repliée in vitro et s’auto-associe sous forme de fibres amyloïdes. Comme première étape, la structure et la dynamique de RodA ont été étudiées par RMN en solution. Par rapport aux autres hydrophobines, RodA présente de nouveaux éléments structuraux ainsi que d’autres conservés. Grâce à une étude de mutagénèse, des régions importantes dans la formation des fibres ont été identifiées, certaines impliquées dans le cœur des fibres et d’autres dans les interactions latérales des bâtonnets. Les relations entre la structure et les propriétés immunologiques ont également été établies. L’étude d’autres hydrophobines d’A. fumigatus, probablement impliquées dans la formation du biofilm ou importantes pour la conidiation et la survie des spores, a été initiée.dC), a été initiée. / Hydrophobins are fungal proteins characterised by their amphipatic properties and a pattern of four disulfide bridges. Their soluble form self-assembles at hydrophobic/hydrophilic interfaces to form an amphipatic layer. These proteins are used by fungi to breach the air/water barrier, to form aerial hyphae, or to cover spores rendering them hydrophobic, thus facilitating spore dispersal. The RodA hydrophobin of the opportunistic pathogen Aspergillus fumigatus forms an amyloid monolayer with a rodlet morphology that covers the surface of spores rendering them inert relative to the immune system. We aim at describing the self-association of RodA into rodlets, characterising the structure of the amyloid rodlets and shedding light on the possible relationships between structure and immunological inertness. Recombinant RodA expressed in Escherichia coli can be successfully refolded in vitro and it can auto-associate into amyloid rodlets. As a first step, we have studied the structure and dynamics of RodA by solution NMR and shown that the protein displays new as well as conserved structural features relative to other hydrophobins. A mutational analysis has highlighted important residues for rodlet formation that may be involved on the one hand in the spine of the amyloid fibres and on the other hand on the lateral association of the rodlets to form a monolayer. We have also established the relationship between structure and immunological inertness. We have initiated the study of other hydrophobins from A. fumigatus, that are most likely involved in biofilm formation or in conidiation and spore survival.