Le projet de thèse se focalise sur la synthèse de biomolécules et se subdivise en deux parties. La première partie concerne la conception et la synthèse de dérivés de produits naturels d'intérêt thérapeutique nommés aurones en vue de mettre au point de nouvelles molécules à activité antivirale. Récemment, les aurones ont été identifiées comme étant des inhibiteurs de l'ARN-polymérase ARN-dépendante (NS5B) du virus de l'hépatite C (VHC). Cette enzyme, présente chez le virus mais absente chez l'homme, joue un rôle central dans la réplication virale. Suite à ces résultats antérieurs, les efforts ont été poursuivis et, dans le cadre de cette thèse, nous avons entrepris,d'une part, la synthèse d'analogues originaux dont le cycle B des aurones a été remplacé par des hétérocycles et, d'autre part, la synthèse depseudodimères d'aurones dans le but d'affiner les exigences structurales pour améliorer l'effet inhibiteur.L'activité a été évaluée selon des tests enzymatiques et cellulaires et a permis d'identifier quelques candidats doués d'une bonne activité inhibitrice et d'une faible toxicité. La deuxième partie du projet de thèse, sans lien avec la première partie,concerne des aspects plus fondamentaux et porte sur la synthèse de nouveaux surfactants agissant comme agents stabilisants lors des procédures d'extraction et de cristallisation des protéines membranaires. Les surfactants sont des composants clés dans le domaine de la biologie structurale et de la biochimie des protéines membranaire. Ils sont nécessaires pour maintenir les protéines membranaires dans leur état fonctionnel après extraction. La grande majorité des protéines membranaires est riche en résidus basiques à l'interface. Sur la base de cette caractéristique, une nouvelle famille de surfactants est développée et testée sur des protéines membranaires appartenant aux pompes d'efflux ABC multi-résistantes. / The PhD project focuses on biomolecules and is divided into two parts. The first part concerns the design and synthesis of natural product derivatives with therapeutic interest in order to develop new molecules with antiviral activity. Recently, aurones were identified as new inhibitors of hepatitis C virus (HCV) NS5B polymerase. Following these results, efforts were continuedand we undertook, on the one hand,the synthesis of original analogues in which the aurone B-ring was replaced by a heterocyclic rings and, on the other hand, the synthesis of aurone pseudodimers in order to refine the structural requirements to improve the inhibitory effect. The potent NS5B inhibitory activity combined with their low toxicity make aurones attractive drug candidates against HCV infection. The second part of the PhD thesis is unrelated to the first part and concerns more fundamental aspects. It focused on the synthesis of new surfactants acting as stabilizing agents during extraction of membrane proteins (PM). Surfactants are required for maintaining PM in their functional state after extraction from membrane lipid matrix. The vast majority of PM shares a net enrichment in basic residues at the interface between membrane and cytoplasm, a property known as the positive inside rule. Based on this feature, a new family of surfactants is developed and tested on membrane proteins belonging to the multidrug ABC efflux pumps family.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2005. / Härtill 5 uppsatser.

Le projet de thèse se focalise sur la synthèse de biomolécules et se subdivise en deux parties. La première partie concerne la conception et la synthèse de dérivés de produits naturels d'intérêt thérapeutique nommés aurones en vue de mettre au point de nouvelles molécules à activité antivirale. Récemment, les aurones ont été identifiées comme étant des inhibiteurs de l'ARN-polymérase ARN-dépendante (NS5B) du virus de l'hépatite C (VHC). Cette enzyme, présente chez le virus mais absente chez l'homme, joue un rôle central dans la réplication virale. Suite à ces résultats antérieurs, les efforts ont été poursuivis et, dans le cadre de cette thèse, nous avons entrepris,d'une part, la synthèse d'analogues originaux dont le cycle B des aurones a été remplacé par des hétérocycles et, d'autre part, la synthèse depseudodimères d'aurones dans le but d'affiner les exigences structurales pour améliorer l'effet inhibiteur.L'activité a été évaluée selon des tests enzymatiques et cellulaires et a permis d'identifier quelques candidats doués d'une bonne activité inhibitrice et d'une faible toxicité. La deuxième partie du projet de thèse, sans lien avec la première partie,concerne des aspects plus fondamentaux et porte sur la synthèse de nouveaux surfactants agissant comme agents stabilisants lors des procédures d'extraction et de cristallisation des protéines membranaires. Les surfactants sont des composants clés dans le domaine de la biologie structurale et de la biochimie des protéines membranaire. Ils sont nécessaires pour maintenir les protéines membranaires dans leur état fonctionnel après extraction. La grande majorité des protéines membranaires est riche en résidus basiques à l'interface. Sur la base de cette caractéristique, une nouvelle famille de surfactants est développée et testée sur des protéines membranaires appartenant aux pompes d'efflux ABC multi-résistantes. / The PhD project focuses on biomolecules and is divided into two parts. The first part concerns the design and synthesis of natural product derivatives with therapeutic interest in order to develop new molecules with antiviral activity. Recently, aurones were identified as new inhibitors of hepatitis C virus (HCV) NS5B polymerase. Following these results, efforts were continuedand we undertook, on the one hand,the synthesis of original analogues in which the aurone B-ring was replaced by a heterocyclic rings and, on the other hand, the synthesis of aurone pseudodimers in order to refine the structural requirements to improve the inhibitory effect. The potent NS5B inhibitory activity combined with their low toxicity make aurones attractive drug candidates against HCV infection. The second part of the PhD thesis is unrelated to the first part and concerns more fundamental aspects. It focused on the synthesis of new surfactants acting as stabilizing agents during extraction of membrane proteins (PM). Surfactants are required for maintaining PM in their functional state after extraction from membrane lipid matrix. The vast majority of PM shares a net enrichment in basic residues at the interface between membrane and cytoplasm, a property known as the positive inside rule. Based on this feature, a new family of surfactants is developed and tested on membrane proteins belonging to the multidrug ABC efflux pumps family.

Surfactants belong to the surface active agents with the ability to reduce surface tension, which is used mainly in detergents and cleaners. The diploma thesis is focused on the determination of surfactants in waste and waste waters. The theoretical part describes the basic properties of surfactants, their distribution, valid legislation in the EU and SR in the field of working with these materials and a variety of analytical methods for the determination of these substances. The conclusion of the thesis is to evaluate the results of measuring the concentration of anionic surfactants, which were determined in samples of waste water and sludge.

No description available.

Les propriétés (catalytiques, électriques, optiques ou magnétiques) des métaux ultra-divisés sont différentes du métal massif et sont influencées par la forme et la morphologie des nanomatériaux. Parmi les techniques de synthèses des nanomatériaux, la radiolyse est une méthode de choix pour réduire de façon contrôlée des ions métalliques et pour induire la polymérisation de monomères. Une matrice souple auto-assemblée, à partir de molécules de surfactants, a été employée comme nanoréacteur pour synthétiser des nanostructures (bi-)métalliques ou polymères de morphologie contrôlée. Les surfactants forment dans des conditions particulières des mésophases hexagonales quaternaires qui peuvent être gonflées, de façon continue, sur une large gamme. Le dopage des mésophases en sels métalliques ou en monomères peut être réalisé aussi bien en phase aqueuse qu’en phase organique, permettant d’obtenir des nanostructures de morphologie différentes. En phase aqueuse, la synthèse conduit à la formation de matériaux mésoporeux. Ceux-ci sont d’un intérêt tout particulier pour la catalyse en raison de leur très grande surface spécifique. Le contrôle du gonflement de la mésophase permet un ajustement fin de la porosité dans la structure métallique finale. Nous avons également mis en évidence que la composition de ces nanostructures métalliques Pd/Pt poreuses peut être contrôlée. Nous avons également synthétisé des nanostructures 1D dans la phase organique, comme des nanofils de palladium ou des nanofils de polymères. / The properties (catalytic, electrical, optical or magnetic) of ultra-divided metals are different from those from bulk and are influenced by the shape and morphology of the nanomaterials. Among the techniques of nanomaterials synthesis, radiolysis is a preferred method to reduce metal ions and to induce the polymerization of monomers. A soft template made of self-assembled surfactant molecules, has been used as nanoreactor to synthesize (bi-)metallic or polymer nanostructures of controlled morphology. Surfactants can form, under certain conditions, quaternary hexagonal mesophases, which can be inflated continuously over a wide range. Mesophases can be doped with metal salts or monomers, in aqueous phase or in organic phase, to obtain different nanostructures morphology. In aqueous phase, the synthesis leads to the formation of mesoporous materials. These are of particular interest for catalysis due to their large surface area. The control of the mesophase swelling allows a fine adjustment of the porosity in the final metal structure. We also demonstrated that the composition of porous bimetallic nanostructures Pd / Pt can be controlled. We also synthesized 1D nanostructures in the organic phase, such as metal (palladium) or polymer nanowires.

Bilayers formed by molecules that possess long alkyl hydrophobic tails are ubiquitous in the natural world manifesting both in biological systems as well as in chemistry. The lipid bilayer is an integral feature of cell membranes of living systems with functions that are of critical importance to the life of the cell. Long chain amphiphilic surfactant molecules can be introduced within the interlamellar region of layered inorganic host lattices to form anchored alkyl chainbilayerswithinthegalleries.Theintercalatedbilayerbearsastriking resemblance to lipid bilayers. However, unlike lipid bilayers where individual molecules can undergo lateral diffusion and also flip-flop between layers the anchored bilayer is characterized by the total absence of translational mobility. The degrees of freedom of the alkyl chains of the anchored bilayer are restricted to changes in conformation. This thesis describes a detailed investigation of the anchored bilayer formed by the intercalation of the anionic surfactant dodecyl sulphate (DDS) in a layered solid, Mg-Al Layered Double Hydroxide(Mg-AlLDH) using both experimental measurements and Molecular Dynamics (MD) simulations (Chapter 2). The thesis is organized as two parts. The first (Chapters 2 -4) deals with the anchored bilayer in the condensed phase -the conditions for the formation of the bilayer arrangement of the intercalated surfactant chains and the conformation and dynamics of the alkyl chains of the surfactant in the galleries of the layered solid. The surfactant intercalated Mg-AlLDH-DDS may be delaminated in nonpolar solvents to give colloidal dispersions of individual Mg-Al LDH sheets with the DDS surfactant chains remaining tethered to the inorganic sheets(Scheme 1).The second part of thesis(Chapters 5 -9)describe studies on the dispersions of the Mg-AlLDH-DDS in toluene. A summary of the results of the of the investigations of the anchored bilayer, formed by the intercalation of DDS ions in Mg-Al LDH, in the condensed and the dispersed phases is presented in the concluding chapter(Chapter10). Layered Double Hydroxides(LDH) are insulating lamellar solids of the general chemical formula[M’(1-x) Mx(OH)2], where M’ is a divalent metal ion and M a trivalent ion. Their structure may be derived from that of Brucite, Mg(OH)2, by isomorphous substitution of apart of the Mg2+ by trivalent ions like Al3+ with electrical neutrality maintained by interlamellar exchangeable ions. The studies reported in this thesis are on an Mg-Al LDH,Mg(1−x)Alx(OH)2, x ranging from 0.17 to 0.37. Dodecyl sulphate surfactant ions have been ion-exchange intercalated in Mg-AlLDH (Chapter 3). By varying the Mg-Al ratio, differing packing densities of the surfactant chains in the interlamellar space of the Mg-Al LDH-DDS are realized. At high packing densities the alkyl chains of the intercalated dodecyl sulphate ions anchored on opposing Mg-Al LDH sheets are arranged as bilayers while at lower packing densities the surfactant chains form a monolayer with the chains oriented flat in the galleries. This composition driven monolayer to bilayer transformation in the surfactant intercalated Mg-AlLDH-DDS is also reproduced by MD simulations. The simulations also indicate that there are profound differences in the factors that decide the arrangement of the surfactant chains. In the bilayer arrangement it is dispersive van der Waals interactions between the chains in opposing layers that is responsible for the cohesive energy of the solid whereas at lower packing densities, where a monolayer arrangement is favored, Coulomb interactions between the positively charged Mg-Al LDH sheets and the negatively charged head-group of the DDS anion dominate. The conformation and dynamics of the alkyl chains of the intercalated surfactant chains in both the monolayer and bilayer arrangements as well as the effect of packing density on these parameters is reported in Chapter 4. The conformation was studied using spectroscopic techniques, infra-red, Raman and 13C Nuclear Magnetic Resonance (NMR) while the dynamics by Variable Contact Time Cross Polarization Magic Angle Spinning(VCT -CPMAS) and2DWidelineSeparation(2DWiSe)NMR techniques. The results showed the expected trends; the concentration of gauche defects and the dynamics of the chains increase with decreasing packing density. There is, however a sharp increase in the gauche concentration and conformational mobilities of the intercalated surfactant chains associated with the bilayer to monolayer transformation. The results of the MD simulations, too, reflect these trends. The second part of thesis describes the delamination of the intercalated anchored bilayer (Mg-AlLDH-DDS) in non-polar solvents. Delamination results in a colloidal dispersion Of the anchored bilayer, isolated Mg-AlLDH sheets with the DDS chains tethered to them, as neutral nanosheets of nanometer thickness and micron size. With increasing concentration of the anchored bilayers in the solvent a gel state is realized. The sol to gel transformation of the dispersions of the anchored bilayer in toluene has been investi-gated. Frequency dependent rheology measurements (Chapter6) were used to investigate the visco-elastic properties of the dispersions and Small Angle X-ray Scattering (SAXS) measurements(Chapter 7) to understand the structure and shape of the nanosheets. The rheology experiments showed that the dispersions irrespective of their concentrations showed shear thinning. The SAXS results indicate a tactoid structure of the dispersions as well as in the gel phase. At higher concentrations, the X-ray scattering curves indicated that the layers stack loosely with an interlamellar space of ~ 39 Å , a value much larger than the interlayer lattice spacing of solid Mg-AlLDH-DDS( ~ 27 Å). The nature of interactions between solvent molecules and the anchored DDS chains were probed by 1Hand 2H NMR measurements(Chapter8). A clear association between the toluene molecules and the alkyl chains of the anchored surfactant was observed. 2D NOESY experiments established that there are toluene molecules in close proximity that interact with the methyl tail of the anchored surfactant. NMR measurements were also able to distinguish two types of solvent molecules based on their widely differing mobilities. MD simulations(Chapter9)of the dispersed anchored bilayer are able to reproduce the essential features of the experimental observations including the formation of a loosely bound lamellar structure. It also provides an explanation on how the spectroscopic observation of motional heterogeneity gives rise to the viscoelastic properties of the dispersed anchored bilayer.

L'eau est partout et joue un rôle déterminant dans une multitude deprocessus. Cependant, on la trouve souvent au sein de minusculescellules, pores, ou canaux. En de tels cas, les proprietés“macroscopiques” de l'eau sont modifiées par les restrictions spatialeset les interactions entre les molécules d'eau et le matériau confinant.Elucider les propriétés de l'eau en confinement est crucial, et unecompréhension générale peut seulement être obtenue à traversl'utilisation de modèles. Alors que l'eau confinée dans des matériauxdurs tels que les nanotubes de carbone est bien documentée, nous n'avonspas trouvé de modèle général pour l'étude de l'eau confinée a desmatériaux mous, et ce en dépit de décénies de recherches sur de nombreuxmodèles spécifiques à une biomolécule ou un polymère en particulier.Dans cette thèse, nous présentons un modèle numérique d'eau confinéedans des géométries molles, générées par auto-assemblage. Nouscomprenons la manière dont les interactions réciproques entre l'eau etla matrice confinante déterminent la structure des assemblages et lespropriétés de transport de l'eau. Nous avons choisi un modèle desurfactant ioniques, matériaux très versatiles qui sont capables des'auto-assembler en diverses géométries confinantes.Nous nous concentrons sur l'effet des interfaces sur la formation de lananostructure et sur les propriétés de transport à l'échelle de lananoseconde. Nous nous distancons de l'approche traditionnelle auproblème du transport de l'eau dans des nanomatériaux. Nous montrons quel'hypothèse habituelle du transport diffusif est invalide car la matriceconfinante piège les molécules d'eau à l'interface. Nous proposons deremplacer cette hypothèse par celle du transport sous-diffusif, et nousmettons en évidence le rôle de l'échelle de taille et des propriétéstopologiques du confinement. Nous montrons que cette approche expliquedes résultats expérimentaux pour léau confinée dans des matériaux desynthèse, et qu'elle est compatible avec les développements récents liésà l'eau biologique. / Water is omnipresent and plays a decisive role in a myriad of processes.However, it is often found hidden in tiny cells, pores, or channels. Insuch cases, the usual “bulk” features of water are modified by thelimited available space and the interactions of individual moleculeswith the confining material. Elucidating the properties of water in suchconfined states is critical and general understanding can only beachieved through models. While water confined in model hard materialssuch as carbon nanotubes is well documented, we found that there existno general model to study water confined in soft materials, althoughthis has been an active research topic for decades and despite thenumerous models specific to one biomolecule or polymer that have beendeveloped. In this thesis, we present a numerical model of waterconfined in soft self-assembled environments, and we provide anunderstanding of how the interplay between water and the confiningmatrix affects the structure of the assemblies and transport propertiesof water. Our model confining matrix is composed of ionic surfactants.This versatile model is able to self-assemble to a wide variety ofconfining geometries.We focus on the role of interfaces in shaping the nanometer scalestructure, and nanosecond scale transport properties. This work is adeparture from the traditional approach to the problem of transport ofwater confined in soft nanomaterials. We show that the usual hypothesisof diffusive water transport does not hold due to trapping of moleculesat the interface with the confining matrix. Instead, we support apicture where transport is sub-diffusive, and we highlight the role ofthe length-scale of the confinement and of its topological features. Wefind that this rationale explains experimental results for waterconfined in synthetic materials, and that it is compatible with recentadvances in the understanding of biological water.

Grâce à un mécanisme coopératif d'auto-assemblage électro-assisté ("Electro-Assisted Self-Assembly" : EASA), l'électrogénération de couches minces sol-gel à partir d'un sol constitué d'alcoxysilanes et d'un tensioactif cationique (bromure de cétyltriméthylammonium : CTAB) permet l'accès à des films mésostructurés présentant des mésopores orientés perpendiculairement au support. Des films mésostructurés à base de silice méthylée présentant une porosité organisée et "verticalement" orientée ont été électrogénérés en réalisant la co-condensation en une étape d'un alcoxysilane et d'un organo-alcoxysilane en présence de CTAB. Une étude des transferts de matière au sein de ces couches minces démontre que leur perméabilité peut être modulée par la teneur en groupements -CH3. Le procédé EASA a ensuite été étendu à l'utilisation de sols principalement aqueux. Ceci permet l'accès à de nouvelles structures, au contrôle de l'orientation du réseau poreux et à la possibilité de moduler la morphologie du matériau déposé en faisant varier les contre-anions associés aux édifices micellaires. Différentes stratégies de synthèse visant à augmenter la porosité de films électrogénérés ont été évaluées (utilisation d'agents gonflants et d'un copolymère triblocs). Des résultats probants concernant l'électrogénération de couches minces à porosité hiérarchisée (interconnexion de mésopores et de macropores) sont aussi présentés. Enfin, la dernière partie s'attache à étendre le concept EASA à l'échelle locale (micrométrique) par l'utilisation d'un microscope électrochimique à balayage en tant que moyen de synthèse, ceci ouvrant la voie à l'électromicrolithographie sol-gel / Thanks to an Electro-Assisted Self-Assembly (EASA) cooperative process, the sol-gel electrogeneration of silica thin films from sols containing alkoxysilanes and cationic surfactant molecules (cetyltrimethylammonium: CTAB) allows to obtain mesostructured films exhibiting mesopore channels orthogonal to the substrate. Organized methylated silica thin films with "vertically"-aligned mesopores were electrogenerated by performing a one-step co-condensation between alkoxysilanes and organo-alkoxysilanes in the presence of CTAB. Monitoring mass transport issues inside these thin layers demonstrates that their permeability can be modulated by the -CH3 moieties ratio. The EASA process was then extended to the use of mainly aqueous sols. This permits the electrogeneration of new structures, the control of the porous network orientation and a modulation of the deposited material morphology by changing the CTA+ counter-anion. Various synthesis strategies aiming at increasing the porosity of electrogenerated films were evaluated (use of swelling agents and a triblock copolymer). Some convincing results dealing with the electrogeneration of silica films exhibiting a hierarchical porosity (combination of mesopores with macropores) are also presented. Finally, the last part of this work demonstrates how the EASA process can be applied at the local scale (micrometric) by using a scanning electrochemical microscope as a synthesis tool, thus opening the way to the sol-gel electromicrolithography

The diploma thesis is focused on surfactants as compounds of fire fighting foams. Fire fighting foams have several characteristics including foaming, aquatic toxicity and biodegradability, which cause the environmental impact. This diploma thesis deals with the contamination of the soil by the large amount of the extinguishing water. The experimental part of the diploma thesis describes the determination of surfactants by the mobile analysis and the measurement of the methylene blue index.