Nous cherchons à développer une sonde permettant le relargage sélectif de cations métalliques. Un tel système permettrait de capter et relarguer des cations sans contamination ni perturbation importante de l'environnement proche de l'électrode. Par la suite le dispositif pourrait être miniaturisé et utilisé in vivo. La stratégie adoptée consiste à concevoir des composés possédant un centre redox à proximité d'un ligand ayant une grande affinité vis-à-vis des cations métalliques, en particulier pour le calcium. Des groupes fonctionnels, séparés par un espaceur modulable, permettent le greffage à la surface de l'électrode. Lors de l'oxydation du centre redox initialement neutre, on peut s'attendre à ce que la constante de complexation soit diminuée de manière importante, principalement à cause de la répulsion électrostatique qui tend à éjecter le cation de la cavité. Lors de mon travail de thèse, quatre nouvelles familles de ligands possédant une phénylènediamine comme centre redox ont été synthétisées et étudiées. Parmi ces composés, les dérivés de type " demi-BAPTA " ont permis de démontrer le concept de relargage de calcium pour la première fois en milieu aqueux, à pH physiologique. Cependant, la constante d'affinité étant trop faible pour des applications in vivo, des composés basés sur le ligand BAPTA ont été préparés et s'avèrent prometteurs

La Stéaroyl-CoA Désaturase I (SCD-I) est une enzyme hépatique impliquée dans la synthèse des acides gras monoinsaturés. Une forte activité de l'enzyme SCD-I ainsi qu'une altération du ratio acides gras saturés : insaturés est retrouvée dans diverses pathologies telles que l'obésité, le diabète de type II et le cancer. Principalement transcriptionnelle, la régulation de SCD-I est sous le contrôle de divers facteurs nutritionnels (ex: glucose) et hormonaux (ex: insuline). L'étude tente ici de localiser l'élément de réponse à l'insuline au niveau du promoteur du gène de la SCD-l et d'identifier les facteurs de transcriptions spécifiques qui s'y fixent. Pour cela, des hépatocytes embryonnaires de poulets (CEH) sont transfectés avec différentes constructions contenant des délétions du promoteur du gène aviaire SCD-l (délétions SCD1-1 à SCD1-6) clonées en amont du gène rapporteur de la luciférase (pGL2 basic vector). La mesure de l'activité luciférase après stimulation par l'insuline a permis de distinguer deux éléments de réponse au niveau du promoteur du gène SCDl. L'analyse des séquences consensus de ces éléments a permis de déterminer différents facteurs de transcription (ex: SRE, NF-Y, USF et Sp1) pouvant médier la régulation transcriptionnelle du gène par l'insuline. Des amorces spécifiques ciblant les régions consensus de l'élément le plus en 3' ainsi que la technique de retard sur gel en présence d'extraits nucléaires stimulés ou non par l'insuline, ont permis de vérifier que les séquences contenant les sites de fixation de SREBP-l et NF-Y fixent ces facteurs de transcription seulement en présence d'insuline. L'utilisation d'anticorps spécifiques dirigés contre ces protéines et la perte de l'activité luciférase après transfection de construction dépourvue de ces mêmes régions (délétion SCDI-7) après stimulation par l'insuline ont permis de confirmer l'implication des facteurs de transcription SREBP-l et NF-Y dans cette régulation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Lipogenèse de novo, stéaroyl-CoA désaturase 1, Foie, Insuline, Facteurs de transcription, SREBP-1, NF-Y.

Le marquage fluorescent de biomolécules est devenu un outil incontournable en biologie. Dans ce contexte, nous avons conçu de nouvelles sondes fluorescentes pour l'ADN.<br />Le marquage non-covalent d'ADN quadruplexe (ADN-G4) par reconnaissance structurale a été étudié. Les propriétés mitigées des composés obtenus en conjuguant un ligand d'ADN-G4 à des sondes fluorescentes nous ont conduit à étudier le Thiazole Orange (TO), dont la fluorescence est exaltée par l'ADN. Le TO a une forte affinité pour l'ADN-G4, qui exalte fortement sa fluorescence. L'affinité d'un ligand d'ADN-G4 peut donc être évaluée par déplacement compétitif de cette sonde. De plus, l'ADN-G4 constitue une matrice favorisant le transfert d'énergie entre un ligand de G4 et le TO.<br />Des sondes de taille réduite, avec une forte absorption biphotonique et permettant le marquage covalent d'ADN ont ensuite été développées. Certaines de ces sondes présentent une exaltation de fluorescence en présence d'ADN.

Les fortes tensions liées à l'approvisionnement en ressources minérales ont motivé de nombreuses recherches sur les substitutions innovantes et le recyclage. La biomasse riche en métaux produite par les techniques de phytoextraction s'est récemment avérée être une ressource pour la Chimie Verte. Cette biomasse permet de produire de nouveaux catalyseurs appelés « écocatalyseurs ». Ceux-ci permettent la production de nouvelles molécules, des meilleurs rendements en synthèse, une régio- et une chimio-sélectivité accrues… Ceci donne une valeur ajoutée potentielle et donc le possible développement d'une filière économique. Cette nouvelle approche pourrait motiver le développement de la phytoextraction, une technique considérée comme prometteuse, mais qui après 20 années de recherches n'a toujours pas trouvé de débouché crédible. Dans ce cadre, les haut lieux de la biodiversité « métallophyte », tels que la Nouvelle-Calédonie, ont leur importance pour évaluer l'approvisionnement en biomasse. En Nouvelle-Calédonie, l'ambitieuse et coûteuse restauration écologique de ces écosystèmes miniers très dégradés est mise en doute. Dans ce cas, le développement de la phytoextraction sur les carrières et verses à stériles pourrait apporter des revenus, tout en assurant une forme de réhabilitation. Cette thèse s'intéresse à la possibilité d'une filière en Nouvelle-Calédonie, de la plante au produit chimique en passant par le catalyseur. / Increasing pressure on mineral resources has drawn research efforts into innovative supply and recycling. Metal-rich biomass produced in phytoextraction proved an interesting starting-material for Green Chemistry. It allows the production of new catalysts, referred to as ‘ecocatalysts'. They provide the following benefits: access to new molecules, increased yields in chemicals production, increased regio- and chemo-selectivity… This results in potentially high added-value and possible development of a new economic outlet. This new approach to using metal-rich biomass could spur the development of phytoextraction, a technique considered promising for long, yet without credible economic applications. In this regard metallophyte biodiversity hotspots, such as New Caledonia are of particular interest to assess biomass supply. Ambitious and costly ecological restoration of the mining environment in New Caledonia is increasingly questioned. The development of phytoextraction on most degraded areas, e.g. quarries and wastes piles, to produce biomass for Ecocatalysis could provide revenues, while ensuring reclamation. This thesis looks into a possible outlet in New Caledonia, from plants to catalysts and final chemical products.

L'objectif de ce travail est la mise au point de réactions de chimie « click » fluorogéniques permettant le développement de nouveaux outils chimiques et/ou la conception d'édifices bioactifs par l'assemblage des sous-unités fonctionnalisées en présence de la cible biologique. La cycloaddition 1,3-dipolaire des ylures de pyridinium a ainsi été réalisé en conditions physiologiques (H2O, pH neutre, TA), pour la mise en œuvre de réactions de couplages pouvant être biocompatibles. En effet, les ylures de pyridinium ont l'avantage d'être facilement générés in situ à partir des sels correspondants et de mener régiosélectivement, sans catalyseur métallique, à des indolizines fluorescentes après cycloaddition. Pour cela, la synthèse et la réactivité des différents partenaires de la cycloaddition ont été étudiés, tout comme l'optimisation des conditions expérimentales. Tout d'abord, deux types de dipolarophiles se caractérisant par leur caractère déficient en électrons, ont été sélectionnés: les dérivés de l'acide propiolique (amides et esters) obtenus selon une synthèse biocatalysée utilisant les lipases (CAL B), et les alcynes conjugués à des structures hétérocycliques (quinoléine, pyridine). Concernant le dipôle, à partir d'une petite famille de sels de pyridinium (diversement fonctionnalisés) ou de cycles apparentés, l'influence de la nature et de la position des substituants a été évaluée au niveau du pKa, de la réactivité (selon une réaction modèle faisant intervenir le propiolate d'éthyle), et de la fluorescence du cycloadduit. Les résultats expérimentaux, complétés par une approche de chimie théorique, ne nous permettent pas à ce jour d'expliquer la très bonne réactivité à température ambiante des dipôles portant un groupement électro-attracteur en position 4 du sel de pyridinium (sélection des sels de cyano- et acétyl-pyridinium pour nos applications). Enfin, la fonctionnalisation des précurseurs a été effectuée par l'introduction de diverses fonctions réactives dont des amides, pour obtenir une réaction de chimie « click » facilement applicable et généralisable. La preuve de concept est en cours de réalisation au laboratoire, avec la synthèse de molécules dimériques dérivées de la tacrine, pour la conception d'inhibiteurs de l'acétylcholinestérase. La seconde application porte sur la post-fonctionnalisation des indolizines et la synthèse de structures trimériques (plateforme d'assemblage fluorescente) / In the course of investigations aimed at designing fluorescent metal-free click ligations for application in bioconjugation and drug design, we turned our attention to the use of azomethine-ylides as dipoles for [3+2] cycloadditions. In this regard, pyridinium-ylides, generated in situ from suitable pyridinium salts, are of great interest due to their good reactivity with activated alkynes, such as propiolic acid derivatives or conjugated alkynes. In addition, the corresponding fluorescent indolizines are formed in a regioselective manner and any catalyst is required. From the outset, we defined a specific set of requirements for these ligations, most notably that they be biocompatible (i.e. physiological conditions, pH 7, room temperature) and that the starting reagents could be readily functionalized with the reporter group(s) or biomolecule(s) of choice. To this end, we screened a series of pyridinium salts as suitable 1,3-dipoles. The reactivity patterns observed correlate well with the pKa of the pyridinium (ylide formation) and with the electron-withdrawing character of the pyridinium ring substituent. This enabled us to identify the 4-acetyl and 4-cyano pyridinium salts suitable for ligation with propiolic esters and amides in the desired biological conditions. The synthetic strategies used to prepare the “two partners” for this [3+2] cycloaddition are described, and our preliminary results on their applications as “click” reactions are reported in particular the formation of heterodimeric tacrine derivatives (acetylcholinesterase inhibitors) or the design of fluorescent tripodal scaffold useful in chemical biology.

Depuis une vingtaine d’années, l’utilisation massive des antibiotiques a provoqué l’apparition de souches bactériennes résistantes contre la plupart des familles d’antibiotiques disponibles sur le marché pharmaceutique. L’apparition de souches multirésistantes voire totorésistantes notamment dans le milieu hospitalier, pose de manière croissante des difficultés thérapeutiques et constitue un grave problème de santé publique. Lors de mon doctorat, deux approches ont été abordées.La première approche consiste à inhiber les enzymes DapF et MurE impliquées dans la voie de biosynthèse du peptidoglycane, composant principal de la paroi des cellules bactériennes. Nous avons donc préparé des acides aminés comportant des groupes fonctionnels triazolyle ou alcynyle, analogues stériquement contraints de l’acide 2,6-diaminopimélique (méso-DAP).La deuxième approche développée au laboratoire repose sur le développement d’adjuvants d’antibiotiques, permettant de cibler spécifiquement les protéines responsables des mécanismes de résistances (Histidines kinases, HKs). Ce travail a permis l’obtention de trente-trois molécules dérivées du thiophène, dont huit présentent une activité biologique contre trois HKs différentes (1,63 < CI50 (μM) < 243,9). De plus, sur les huit molécules biologiquement actives, deux ont présenté une inhibition de la croissance bactérienne contre des bactéries à gram-positif et/ou à gram-négatif (B. subtilis, S. aureus, B. anthracis, E. coli…) et une restaure la sensibilité de souches bactériennes (E. coli productrice de β-lactamases à spectre large (BLSE) et S. aureus résistant à la méticilline (SARM)) à l’antibiotique approprié (céfotaxime). / Over the two past decades, the massive use of antibiotics has led to the emergence of resistant bacterial strains against most families of antibiotics available on the pharmaceutical market. The emergence of multiresistant and totoresistant bacterial strains particularly in hospitals, which create increasing problem in the development of new therapeutics and constitutes serious public health threat problems. During my PhD, two approaches were discussed.The first approach of this project consist in targeting the DapF and MurE enzymes, which are implicated in the biochemical pathway for peptidoglycan biosynthesis, a key component of the bacterial cell wall. Consequently, we prepared amino acids derivatives with triazolyl and alkynyl groups, sterically hindered analogs of 2,6-diaminopimelic acid (meso-DAP).The second approach is the development of antibiotic adjuvants, to target specific proteins implicated in the development of bacterial resistance mechanisms (Histidine kinases, HKs). This work has enabled the development of thirty-three thiophene derivatives, eight of them have biological activity against three HKs (1.63 < IC50 (μM) < 243.9). In addition, among the eight molecules with biological activity, two of them present inhibition of bacterial growth (bactericide) against both gram-positive and/or gram-negative bacteria (B. subtilis, S. aureus, B. anthracis, E. coli…) and one of them restores the sensibility of bacterial strains (E. coli producing extended spectrum of β-lactamases (ESBL) and S. aureus resistant to methicillin (MRSA)) to the appropriate antibiotic (cefotaxim).

Résumé français confidentiel / Résumé anglais confidentiel

De par l’apport de la chimie de synthèse à de nombreux domaines tels que la biologie, la médecine ou les sciences des matériaux, il y a une demande croissante pour la mise au point de procédures efficaces permettant l’assemblage de molécules complexes en un nombre restreint d’étapes et ce à partir de briques élémentaires simples et accessibles. C’est dans ce cadre général que se sont inscrits les travaux que nous avons réalisés au cours de cette thèse pour le développement de nouveaux procédés de synthèse basés sur l’utilisation d’ions cétèniminium. En effet, si la chimie de ces intermédiaires réactionnels, facilement générés au départ des ynamides correspondants, est en plein essor, elle n’est néanmoins encore que trop peu étudiée et ce malgré un potentiel synthétique énorme.Dans cette optique trois nouvelles transformations, toutes faisant intervenir des ions cétèniminium, ont été développées au cours de ce travail. Nous avons, en effet, montré qu’il était possible d’utiliser ces intermédiaires pour la synthèse d’hétérocycles azotés par hydroalkylation intramoléculaire d’ynamides. L’extension asymétrique cette réaction nous a également permis d’obtenir des tétrahydropyridines et pipéridines optiquement enrichies, composés omniprésents en chimie médicinale. Finalement, ces intermédiaires polyvalents ont également pu être utilisés pour le développement d’une nouvelle méthode de synthèse d’amines deutérées. Ces différentes réactions, en plus de fournir des informations sur la réactivité des ions cétèniminium, ont également permis un accès rapide à des composés d’importance en synthèse organique ou en chimie médicinale et ce au départ d’ynamides, composés facilement accessibles. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mon projet de recherche de doctorat traite de la synthèse de nouveaux bêta-amino acides à conformation restreinte comme briques de construction d’analogues du Neuropeptide Y en vue de tests d’affinité de ces dérivés avec ses différents récepteurs Y. Ce projet est réalisé en collaboration avec l’équipe du Professeur Reiser (Universität Regensburg, Allemagne) qui a obtenu des résultats encourageants en introduisant l’acide cis 2 aminocyclobutanecarboxylique (ACBC) dans des analogues du NPY. Dans le but de compléter ces tests d’affinité, nous avons proposé d’incorporer l’ACBC de configuration trans, dont la synthèse a été développée au laboratoire, ainsi que des dérivés de l’ACBC substitués sur leurs carbones périphériques.La littérature ne présentant que 2 exemples de formation de dérivés d’ACBC substitués sur les carbones périphériques, nous avons développé une nouvelle méthodologie de synthèse pour accéder à ces types de composés. Nous avons décidé, dans un premier temps, de nous concentrer sur les dérivés hydroxyméthylés (HM) de l’ACBC.La formation de cyclobutanes par voie photochimique étant une des spécialités du laboratoire, elle a été privilégiée dans les voies de synthèses envisagées. La réaction de l’anhydride maléique avec différents alcools insaturés par photocycloaddition [2 + 2] conduit à des composés bicycliques ayant une jonction de cycle cis et une configuration endo ou exo pour le substituant. Nous avons alors montré que l’utilisation de l’alcool propargylique conduisait à une lactone de configuration tout-cis, après réduction du cyclobutène dont les 3 fonctions portées par le cyclobutane sont différenciées. A partir de l’alcool allylique, cette fois, le dérivé de configuration exo est obtenu de façon majoritaire.A partir de la lactone, le dérivé endo-cis-4-HM-ACBC a pu être obtenu en 4 étapes par aménagements fonctionnels alors que nous n’avons pas été à même d’accéder aux endo cis 3 HM ACBC. Le dérivé de configuration exo, quant à lui, a conduit aux 2 régioisomères d’exo-cis-HM-ACBC plus facilement par une voie de synthèse convergente. Ces dérivés de configuration exo ont ensuite été dédoublés, dans un cas par l’utilisation d’une copule chirale, et dans l’autre cas par HPLC préparative au moyen d’une colonne chirale.Ces bêta-amino acides devant être introduits par les collaborateurs allemands dans des analogues du NPY sous forme de dipeptides, nous avons, dans un premier temps, réalisé la synthèse de 2 dipeptides incluant le trans-ACBC. Nous avons ensuite réalisé la synthèse de dipeptides incluant les exo-cis-HM-ACBC dont il a fallu adapter notre jeu de groupements protecteurs à la synthèse peptidique en phase solide. / My doctoral research is devoted to the synthesis of new conformationally constrained beta-amino acids as building blocks for the construction of Neuropeptide Y analogues for affinity tests with different Y receptors.This project was conducted in collaboration with Professor Reiser (Universität Regensburg, Germany) who obtained encouraging results by introducing cis-2-aminocyclobutanecarboxylic acid (ACBC) into NPY analogues. In order to complete these affinity tests, we proposed to introduce ACBC with a trans configuration; the synthesis of this substance was developed in our laboratory, together with peripherally substituted ACBCs.Only two examples of peripherally substituted ACBC have been reported to date, so we developed a new synthetic methodology to access this type of compound. To this end, we focused on hydroxymethylated (HM) ACBC derivatives.Cyclobutane formation using photochemistry is a speciality of the host laboratory and was the favored synthetic approach. Reaction between maleic anhydride and unsaturated alcohols by a [2 + 2] photocycloaddition leads to bicyclic compounds with a cis ring junction and an endo or exo configuration of the substituent.We showed that the use of propargylic alcohol led to a lactone with an all-cis configuration after cyclobutene reduction, with 3 differentiated functions on the cyclobutane. From allylic alcohol, the compound with an exo configuration was predominantly obtained.From the lactone, endo-cis-4-HM-ACBC derivatives were obtained in 4 steps by functional group transformations although we were unable to access endo-cis-3-HM-ACBC. The compound with an exo configuration led to the 2 regioisomers of exo-cis-HM-ACBC by an easier convergent synthetic pathway. These racemic compounds with an exo configuration were then resolved by use of a chiral oxazolidin-2-one auxiliary or by preparative HPLC on a chiral column.The beta-amino acids needed to be introduced into the target NPY analogues by the German collaborators as dipeptides. We firstly prepared the two dipeptides comprising trans-ACBC. We thereafter prepared dipeptides comprising exo-cis-HM-ACBC in which protecting groups had been adapted to solid phase peptide synthesis.

Les travaux présentés sont centrés sur le développement de nouveaux métallo-polymères originaux à faible gap électronique,afin d’obtenir des candidats potentiels pour des dispositifs de type cellules solaires. La première partie de ce travail vise àinstaller un à deux complexes à transfert de charge (CTC) au sein de la structure du ligand, par l’utilisation dudiketopyrrolopyrrole comme accepteur (DPP) et du thiophène comme donneur dans le but de diminuer la valeur du gap. Ladeuxième partie vise à améliorer la mobilité des charges. Le développement de stratégies pour favoriser l’auto-organisationdes chaînes dans le matériau, avec l’installation d’un groupe organisant sur le ligand va permettre de générer un réseaud’interactions faibles de type π ou liaisons hydrogènes. Les métallo-polymères synthétisés sont obtenus par réaction dedéhydrohalogénation entre un ligand diacétylénique et un complexe de platine (II). Les propriétés électroniques, optiques etphysiques de ces composés originaux confirment le potentiel de ces structures pour une application potentielle en cellulesolaire organique. / This work is focused on the development of original low band gap metallo-polymers to generate potential candidates for solar cell devices. In order to decrease the band gap value of the metallo-polymers, the first part of this work explores the insertion of one or two charge transfer complexes (CTC) in the ligand structure, using diketopyrrolopyrrole (DPP) as acceptor and thiophene as donor in order to decrease the band gap. The second part of this work is interested in the improvement of charge carrier mobility. The development of strategies to promote chains self-organization in the material with the introduction of an organizing group on the ligand are studied in order to generate a π-type weak interactions network or hydrogen bonds. The targeted metallo-polymers are obtained using a dehydrohalogenation reaction between a dialkyne ligand and a platinium (II) complex. Electronic, optic and physic properties characterization of these original compounds confirm the interest for using them in organic solar cell devices.