Texte remanié du 1er chapitre de: Thèse--Lettres--Paris. / Bibliogr. p. 345-354. Thèse soutenue sous le titre : Pour un schématisme de la structure, de quelques implications sémiotiques de la théorie des catastrophes"

Au cours de la dernière décennie, les chalcogénures (Q=S, Se et Te) d'élément de transition ont fait l'objet d’un fort regain d’intérêt, notamment en raison de la découverte de supraconductivité à haute température critique dans les composés à base de fer et de sélénium. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de thèse est de découvrir et d'étudier de nouveaux composés chalcogénures à base de fer et de nickel dans l'espoir de révéler des propriétés électroniques nonconventionnelles. Pour cela, nous avons utilisé plusieurs approches de conception rationnelle de nouveaux composés, comme la prédiction structurale par des calculs ab initio (USPEX), le concept d'assemblage de sous-unités structurales 2D ou des méthodes de chimie douce. Plusieurs nouveaux composés lamellaires ont été ainsi découverts. Par exemple, nous avons réussi à obtenir de nouveaux composés dont les structures résultent d'un assemblage de blocs fluorines, associés soit avec un plan de fer et de sélénium comme dans Ba2F2Fe1.5Se3, soit avec un plan de chalcogène contenant des chaines de sélénium (Ba3F4Se1.66) ou des paires de soufre (Ba2F2S2). Nous avons ensuite montré que de tels composés, utilisés comme précurseurs, permettent l’intercalation topotactique d’éléments de transition M, qui réagissent avec la paire (S2)2- pour former de nouvelles entités MxSy. Ce résultat ouvre donc une nouvelle voie de synthèse générale jouant sur la chimie des paires de chalcogène. En utilisant ce concept, nous avons pu découvrir de nouveaux composés lamellaires possédant des plans MxSy originaux. / During the last decade, an upsurge of interest was dedicated to chalcogenides (Q = S, Se and Te) of transition elements, particularly because of the discovery of superconductivity at high critical temperature in compounds based on iron and selenium. In this context, the aim of this thesis work is to discover and explore new chalcogenide compounds based on iron and nickel in the hope of revealing unconventional electronic properties. We used several approaches of rational design of new compounds, such as structural prediction based on ab initio calculations (USPEX), the concept of assembly of two-dimensional Secondary Building Units or soft chemistry methods. Several new lamellar compounds were thus discovered. For example, we succeeded to obtain new compounds which structures result from an assembly of fluorite blocks associated with either an iron selenide layer, such as in Ba2F2Fe1.5Se3, or with a chalcogen layer containing selenium chains (Ba3F4Se1.66) or sulfur pairs (Ba2F2S2). We then showed that such compounds, used as precursors, allow the topotactic intercalation of transition elements M, which react with (S2)2- pairs to form new MxSy layers. This result paves the way for a new general synthetic route playing on the chemistry of chalcogen pairs. Using this concept, we have discovered several new lamellar compounds exhibiting original MxSy layers.

Candida albicans est une levure de la flore digestive humaine, pouvant dans certaines conditions s’avérer être un pathogène opportuniste. Différents glycoconjugués de la paroi de la levure, en particulier le phosphopeptidomannane (PPM), sont impliqués dans l’interaction hôte-pathogène notamment via des beta-1,2 oligomannosides (β-Mans) terminaux intervenant dans les mécanismes de virulence de la levure. Les travaux de thèse visent à mieux comprendre les voies de biosynthèse des β-Mans par l’étude des enzymes impliquées (CaBmts). Dans ce contexte, la première enzyme étudiée a été CaBmt1, impliquée dans l’initiation de la β-mannosylation du PPM. La stratégie d’étude a consisté d’une part en la préparation d’un panel important de substrats accepteurs potentiels et leur caractérisation structurale par spectrométrie de masse et RMN, et d’autre part à l’étude de l’activité enzymatique de Bmt1p, enzyme recombinante produite chez Pichia pastoris, en présence des substrats naturels et de substrats de synthèse. Nous avons démontré que Bmt1p était capable in vitro de transférer successivement deux résidus de mannose en β-1,2 sur un tri-ou tétramannoside lié en α-1,2. Dans la seconde partie, nous nous sommes intéressés à la caractérisation de l’activité de CaBmt3, enzyme impliquée dans l’élongation des β-Mans du PPM ; la même démarche a été retenue pour l’étude. Les résultats obtenus montrent que Bmt3p transfère in vitro un seul résidu mannose en β-1,2 sur un tétramannoside constitué d’une chaine en α-1,2 avec un mannose terminal lié en β-1,2. L’ensemble de ces travaux sont un préalable à l’élaboration de nouvelles drogues anti-fongiques ciblant la synthèse de la paroi. / Candida albicans is a commensal yeast present in human digestive flora; nevertheless, this opportunistic pathogen may cause severe infections. Several cell wall components including phosphopeptidomannan (PPM) are involved in C. albicans-host cells interaction especially by terminal beta-1,2 oligomannosides (β-Mans) known as implicated in the yeast virulence mechanisms. The aim of our work is to better understand biosynthetic pathways of β-Mans by the characterization of CaBmts individual activities. In this context, the first enzyme to be studied was CaBmt1, involved in the initiation of β-mannosylation of PPM. The strategy is based firstly on the preparation of a large panel of potential acceptor substrates and their structural characterization by mass spectrometry and NMR. On the other hand, the study of enzymatic activity of Bmt1p, a recombinant soluble form produced in Pichia pastoris, was performed in the presence of the natural substrates and synthetic substrates. We established that Bmt1p can sequentially transfer in vitro two -1,2-mannosyl units onto a α1-2 linked tri-or tetramannoside. The second part of this work focused on the characterization of the activity of CaBmt3, the enzyme involved in the elongation of the β-Mans chain on the PPM; the same approach was used for the study. Our results demonstrated that Bmt3p can catalyse the in vitro transfer of one -1,2-mannosyl unit onto a tetramannoside containing a terminal β-1,2-Man linked to a α(1-2)Man chain. These data are a prerequisite for the design of new potential antifungal drugs that target the biosynthesis of cell wall.

Les récepteurs tyrosine kinase (RTKs) CSF-1R et KIT sont médiateurs importants de la signalisation cellulaire. Leur fonction basale est altérée par des mutations associées à divers types de cancer. Ces mutations modifient également leur sensibilité à l’imatinib, utilisé en clinique dans le traitement des cancers. Dans cette thèse, nos objectifs sont (i) étudier les effets structuraux et dynamiques induits par la mutation D802V chez CSF-1R; (ii) caractériser l’affinité de l’imatinib aux formes sauvages (WT) et mutés de KIT (V560G, S628N et D816V) et CSF-1R (D802V). Par simulations de Dynamique Moléculaire (DM), nous avons montré que la mutation D802V interrompt la communication allostérique entre la boucle d’activation et le domaine auto-inhibiteur juxtamembranaire (JMR). Néanmoins, cette rupture n’est pas suffisante pour induire le départ du JMR. L’effet subtil de la mutation chez CSF-1R a été attribué aux différences de séquence primaire entre KIT et CSF-1R dans la région du JMR. L’affinité de l’imatinib aux différentes cibles a été calculée par simulations de docking, DM et calculs d’énergie de liaison. Les interactions électrostatiques constituent la force motrice de la résistance, les mutations D802/816V étant les plus délétères en termes d’énergie. Comme conclusion générale, nous avons établi que la mutation D802V chez CSF-1R n’entraine pas les mêmes effets structuraux provoqués par la mutation D816V chez KIT. En outre, l’étude des deux récepteurs dans leurs formes WT et mutés complexés avec l’imatinib indiquent que le changement structural induit par les mutations associé aux interactions électrostatiques avec le ligand expliqueraient le phénomène de résistance. / The receptors tyrosine kinase (RTKs) CSF-1R and KIT are important mediators of signal transduction. Their normal function is altered by gain-of-function mutations associated with cancer diseases. A secondary effect of the mutations is the alteration of receptors’ sensitivity imatinib, employed in cancer treatment. Our goals in this thesis consist of (i) study the structural and dynamical effects induced by the D802V mutation in CSF-1R; (ii) characterize imatinib’s affinity to the wild-type (WT) and mutant forms of KIT (V560G, S628N and D816V) and CSF-1R (D802V). By means of molecular dynamics (MD) simulations, we have shown that the D802V mutation disrupts the allosteric communication between the activation loop and the auto-inhibitory juxtamembrane (JMR) domain. However, this rupture is not sufficient to induce the JMR’s departure. The subtle effect of this mutation in CSF-1R was associated with differences in the primary sequence between CSF-1R and KIT in the JMR region. The affinity of imatinib to the different targets was estimated by docking, DM and binding energy calculations. The electrostatic interactions showed to be the main force driving the resistance, with mutations D802/816V being the most deleterious in energy contribution. As a general conclusion, we have established that the D802V mutation in CSF-1R does not provoke the same structural effects as its equivalent in KIT. In addition, the study of both receptors in their WT and mutant forms complexed with imatinib indicate that the conformational changes induced by the mutations allied to the electrostatic interactions with the ligand could explain the resistance phenomena.

Pas de résumé / No abstract

The essential cellular functions of the mitochondrion require the exchange of a wide variety of molecules across its two membranes, which is carried out by different membrane proteins.The Voltage-Dependent Anion Channel (VDAC) located in the mitochondrial outer membrane (MOM) is responsible for the passage of various ions and small molecules to and from the intermembrane space. It is also involved in the regulation of cellular processes through its interactions with lipids or other proteins.At the MOM level, we studied the transport, through VDAC, of small inorganic ions and of thiamine pyrophosphate (TPP), an essential cofactor. Using different simulation methods such as Brownian dynamics (BD), All-Atom (AA) molecular dynamics (MD) and Coarse-Grained (CG) MD, we investigated the effect of two factors on the regulation of VDAC ion selectivity: ionic strength and membrane lipid composition. All simulation types show that VDAC becomes less selective towards anions with increasing salt concentration. The simulations further suggest that the selectivity mechanism occurs due to the filtering of some basic residues that point into the pore lumen. Furthermore, MD simulations show that the lipid composition of the membrane modulates the distribution of ions inside VDAC. In a comparison of POPE versus POPC bilayer, this regulation occurs through the more persistent interactions of some acidic residues located on both edges of the β-barrel with POPE head groups which, in turn, alters the electrostatic potential in the lumen which consequently affects the pore selectivity. CG MD simulations show that this mechanism also occurs in a mixed POPE/POPC bilayer by an enrichment of POPE on VDAC surface.In order to simulate the transport of the TPP, force field parameters have been developed and validated. Simulations of the translocation of TPP through VDAC show analogies with the mechanism used by other previously studied metabolites, in particular with ATP. At the mitochondrial inner membrane level, the mechanism of TPP transport by the specific thiamine pyrophosphate transporter (TPPT) shows significant similarities with the mechanism proposed for other members of the mitochondrial carrier family to which TPPT belongs. They mainly are the energetics arising from the alternating formation and disruption of two salt bridge networks, one on the matrix side and the other on the cytosolic side, and the interactions, of an ionic nature, formed by TPP during its binding in TPPT central cavity. Furthermore, the energy contribution provided by the cytosolic network establishes a weaker barrier than that of the matrix network, which may support the hypothesis of a uniport activity of TPPT. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Cette recherche qui s'inscrit avant tout, dans une perspective géographique, vise un domaine peu exploité au Québec; celui de l'étude des formes du relief en milieu cristallin. Son objectif principal est de reconnaître les rôles tenus respectivement par les formations géologiques et les dispositifs de fissures associés â l'hypothétique mouvement de la surface primitive dans la genèse des formes. En général l'hypothèse structurale est utilisée dans les milieux où les influences morphologiques de la lithologie sont indécelables à cause de l'absence d'orientations préférentielles des cristaux dans la roche. Par exemple, dans les granites, homogènes par définition, les fissures gisantes ne peuvent pas être comparées à des foliations, vu l'absence de ces dernières, de sorte que l'hypothèse structurale, qui met en rapport les reliefs avec de telles fissures, doit compter sur sa propre logique interne seulement. Rien dans les formations géologiques ne permet de démontrer statistiquement que les fissures gisantes soient génétiquement liées à la morphogenèse. Dans le cas du terrain présentement à l'étude, la lithologie se compose de gneiss(paragneiss) dont les cristaux sont très nettement orientés: les foliations en outre présentent des pendages excédant rarement 20 degrés. Ainsi les fissures gisantes (linéations au sens large), mises en rapport avec les formes de relief conformément â l'hypothèse structurale, peuvent dans ce cas être comparées statistiquement au système intégrant les foliations. Par ailleurs, celles-ci présentent des pendages faibles et autorisent de ce fait ce type de comparaison, les profils morphologiques étant plutôt fuyants d'une manière générale. Ces comparaisons indiqueront des associations rendant possible la reconnaissance de cette différence essentielle entre formations géologiques et formes de relief. Il s'agit donc d'une recherche qui s'amorce par une description détaillée des formes à laquelle s'ajoute une analyse des mesures de terrain. Un essai sur la genèse des formes du territoire à l'étude, constitue la troisième partie, alors que la quatrième et dernière partie se veut une synthèse des rôles tenus respectivement par les composantes géologiques et géomorphologiques dans l'évolution des formes.

Deux verres métalliques massifs à base de titane, avec les compositions nominales Ti40Zr25Ni8Cu9Be18 et Ti41.5Cu37.5Ni7.5Zr2.5Hf5Sn5Si1, qui montrent des variétés structurales différentes (germes/phase amorphe et séparation de phases, respectivement), ont été étudiés. Nos études se concentrent sur les transformations structurales thermiquement induites (relaxation et cristallisation structurales) et leurs effets sur la thermodynamique et la cinétique de la transition vitreuse et la cristallisation, la réponse mécanique à la température ambiante, la déformation homogène dans la région du liquide surfondu et les propriétés physiques à basse température. En conséquence, leur enthalpie de relaxation suit les caractéristiques générales admises malgré la nature unique de leurs structures. Le deuxième verre présenté montre une meilleure stabilité thermique bien qu'il présente une plus faible capacité à former la structure vitreuse. Les transformations de phases lors du chauffage ont aussi été étudiées par diffraction de neutrons ainsi que par les modèles JMA et de Starink. Ce dernier a été introduit pour étudier leur cinétique de cristallisation. Les deux verres montrent de hautes valeurs de résistance à la compression, toutefois avec des contraintes plastiques sensiblement différentes à température ambiante. Leur déformation et comportement uniques à la rupture, dont les changements d'angles de rupture< de 45 à 90° peuvent être interprétés par le critère dit d'ellipse. La relaxation et la cristallisation structurales mènent à une importante dégradation de la plasticité, bien que la relaxation structurale puisse produire une légère augmentation de dureté aussi bien que de la force de rupture. Les verres présentés ont une bonne superplasticité et capacité de mise en forme. Un domaine optimum pour la mise en forme à chaud de cet alliage a été proposé par la construction de carte d'efficacité de dissipation de puissance.

Des aluminates de formulation Ln3Al5O12 (Ln=Y ou Gd) purs ou dopés par les ions Tb3+ et / ou Ce3+ ont été synthétisés sous forme de poudres et de films minces à partir de précurseurs alcoxydes grâce au procédé sol-gel. Les études réalisées par DRX, spectroscopies IR et Raman ont montré que ces phases sont obtenues pures dès 800°C contre 1500°C par les voies de céramisation classiques. Les analyses EXAFS, SAXS et RMN 27Al menées sur les sols, xérogels et poudres cristallisées ont mis en évidence une organisation structurale plus précoce de la matrice aluminate en présence de l'acétylacétone, utilisé comme agent chélatant. Les propriétés optiques des différents échantillons ont été étudiées : les taux optimaux d'ions dopants ont été déterminés sous exitations VUV, UV et bleue. L'ensemble de ce travail montre clairement les potentialités d'applications de ces matériaux dans une nouvelle génération de lampes propres à excitation plasma ou basées sur la technologie des DELs