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

Les bactéries se prêtent très bien aux analyses phylogénétiques en raison du fait que plusieurs génomes ont été entièrement séquencés -et leur nombre continue d'augmenter -et leurs génomes sont petits et ne contiennent que peu d'ADN répétitif en contraste avec les génomes des eucaryotes. La molécule d'ARNr 16S, l'ARN composant de la petite sous-unité du ribosome, a été établie comme la macromolécule de choix pour les analyses phylogénétiques et l'identification des espèces bactériennes. En dépit de sa position centrale, l'utilisation de l'ARNr 16S n'est pas sans inconvénients. En effet, l'évolution d'un seul gène n'est pas nécessairement représentative de l'évolution d'un génome entier, des hétérogénéités entre des copies du gène d'ARNr 16S -des allèles -ne sont pas exceptionnelles, et des copies paralogues peuvent suggérer des phylogénies différentes. De plus, au cours des dernières années, des analyses phylogénétiques basées sur des séquences codant pour des protéines conservées -telles des gènes de ménage (house-keeping genes) -ont donné des résultats discordants. Parmi les bactéries, les y-protéobactéries avec 33 génomes entièrement séquencés sont les plus étudiées, certainement en raison de leurs importances cliniques et biologiques. L'objectif de mon travail a été, d'une part d'étudier l'hétérogénéité des séquences des allèles de l'ARNr 16S chez 33 y-protéobactéries et de déterminer si un seul allèle par bactérie est suffisant pour établir une phylogénie, d'autre part de construire les arbres phylogénétiques de ces 33 y-protéobactéries à partir de l'analyse comparée des séquences de certains gènes de ménage à savoir: l'adénylate kinase (adk), la shikimate déshydrogénase (aroE), la glucose-6-phosphate déshydrogénase (gdh) et de leurs séquences concaténées. Ces phylogénies seront comparées entre elles et aussi à celle établie à partir du gène de l'ARNr 16S. Les analyses phylogénétiques ont démontré que la plupart des séquences alléliques d'une même souche sont identiques ou quasi identiques et sont regroupées à l'intérieur d'un même genre et d'une même espèce. À cause de leurs homogénéités, un seul allèle du gène de l'ARNr 16S est suffisant pour construire la phylogénie des y-protéobactéries au niveau du genre et de l'espèce. Les arbres phylogénétiques construits à partir de chacun des trois gènes de ménage -adk, aroE et gdh -et des séquences concaténées des trois gènes sont, en général, similaires à l'arbre construit à partir du gène de l'ARNr 16S, aux niveaux de la famille, du genre, de l'espèce et de la souche, avec certaines exceptions. Les gènes de ménage, cependant, montrent un plus haut taux de substitutions nucléotidiques que le gène de l'ARNr 16S. De plus, parce que les trois gènes de ménage ont chacun un pourcentage plus bas de similarité de séquences que le gène de l'ARNr 16S, ils ont montré une meilleure différenciation des neuf souches de bactéries entériques Escherichia-Shigella-Salmonella. Ils peuvent potentiellement révéler des relations sur des branches plus profondes d'un arbre phylogénétique que ne le peut le gène de l'ARNr 16S. De plus, puisque ces gènes de ménage sont utilisés dans les typages de séquence multi-locus "multilocus sequence typing (MLST)", nous pouvons nous attendre à ce que le nombre de séquences disponibles dans le domaine public pour ces trois gènes de ménage augmente rapidement les rendant ainsi d'autant plus utiles pour complémenter le gène de l'ARNr 16S dans des études phylogénétiques, ou pour certaines autres analyses phylogénétiques très ciblées. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : y-protéobactéries, Gènes de ménage, Phylogénie, ARNr 16S.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont été effectués dans le but de développer une nouvelle méthodologie mettant en oeuvre une réaction de Vilsmeier-Haack intermoléculaire afin d'accéder à differents composes ?-aminés contenant un centre quaternaire carboné. Le premier chapitre portera sur la mise en place d'une version racémique et non catalytique de cette nouvelle méthodologie. Les synthèses des esters ?-2,2 -aminés, des alcools ? 2,2 et ?2,2,3 -aminés et des esters ? 2,2,3 -aminés seront présentées. De plus, il sera également question de la saponification et de la déprotection de certains de ces composés afin d'obtenir les acides ?-aminés et les esters-?-aminés libres correspondants. Le deuxième chapitre mettra en lumière les travaux effectués dans le but de développer une version asymétrique non catalytique de cette même réaction. L'un des premiers objectifs étant la formation d'un ion iminium chiral, l'attention sera mise sur les moyens pour y parvenir, soit la substitution d'un triflyliminium et l'activation directe d'un amide par un auxiliaire chiral. Dans le premier cas, i1 sera question d'oxydes métalliques et dans le deuxieme, de metaux reliés à un groupement partant. Le troisième chapitre consistera seulement à la mise en place d'une éventuelle réaction asymétrique catalytique. Les restrictions, lesquelles dépendront du moyen pris pour former l'ion iminium chiral, seront présentées sous forme de cycle catalytique. [symboles non conformes]

Les composés fluorés ont montré une importance croissante dans le développement d'agents pharmaceutiques en raison des propriétés exceptionnelles de l'atome de fluor. Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur la synthèse des composés énantiopurs contenant de l'azote.A partir de l'aldimine trifluorométhylée, une réaction d’aza-Baylis-Hillman asymétrique a été réalisée et a permis d’obtenir un nouvel acide (R)-α-méthylène-β-CF3-β-aminé avec un bon rendement et une excellente diastéréosélectivité. Puis, en utilisant une réaction d’allylation dans les conditions de Barbier, de nouveaux acides aminés trifluorométhylés cycliques à cinq ou six chaînons ont été obtenus avec de bons rendements et d’excellents diastéréosélectivités. En particulier des acides γ et β-aminés, comme la CF3-β-proline, qui est très intéressante dans la synthèse peptidique.Enfin, grâce à l'addition d'éther de vinyle sur l’aldimine trifluorométhylée, différentes amines trifluorométhylées ont été obtenues. Parmi ces composés, les amino-alcools CF3 qui sont très utiles pour la conception de médicaments et dans la synthèse asymétrique, et les amines cycliques trifluorométhylées qui peuvent servir de bon substrat pour synthétiser des composés CF3-cycliques plus fonctionnalisés. / Fluorinated compounds have shown a growing importance in the development of pharmaceutical agents owing to the outstanding properties of the fluorine atom. In this thesis, we focused on the synthesis of enantiopure trifluoromethyl nitrogen-containing compounds.Starting from the trifluoromethyl aldimine, firstly, an asymmetric aza-Baylis–Hillman reaction was realized with high reaction rates, and diastereoselectivities, and the previously unknown enantiomerically pure (R)-α-methylene β-CF3 β-amino acid was obtained in good yield. Then, through aza-Barbier reaction, the five-membered and six-membered trifluoromethyl cyclic amino acids were obtained, including β-amino acid and γ-amino acid, especially CF3-β-proline, which is very interesting in the further peptide synthesis.Finally, through the addition of vinyl ether to imine, different novel trifluoromethylated amines were afforded. Among these compounds, CF3-amino alcohols are very useful in drug design and asymmetric synthesis, and enantiopure CF3-cyclic amine is a very good substrate to synthesize more functionalized CF3-cyclic compounds.

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Contrairement aux adultes, l’association entre les concentrations plasmatiques de certains métabolites (acides aminés à chaîne branchée [valine, leucine, isoleucine], acylcarnitines à chaîne courte [C3, C5], acides aminés aromatiques [phénylalanine, tyrosine], glutamate) et l’obésité chez les jeunes n’est pas bien établie et les études ont montré des résultats controversés. Par ce projet, nous visons à comprendre l’association entre ces marqueurs et le statut pondéral chez les adolescents. Nous avons mené une étude transversale auprès de 91 adolescents (12-17 ans) de la Polynésie française. Les concentrations d’acides aminés et d’acylcarnitines ont été mesurées dans le plasma par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en temps de vol. Les valeurs seuils de l’International Obesity Task Force ont été utilisées pour définir les catégories du statut pondéral des adolescents. La population d’étude a été répartie en deux groupes en fonction de l’âge médian (< 15 ans et ≥ 15 ans). Les prévalences de surpoids et d’obésité étaient respectivement de 37,4% et 16,5%. Les concentrations de valine, de leucine, de phénylalanine, d’acide glutamique et de carnitine étaient significativement associées au statut pondéral (P <0,05). Ces associations étaient surtout présentes chez le groupe d’âge < 15 ans. Chez les adolescents d’âge ≥ 15 ans, seulement l’acide glutamique et la carnitine étaient associés au statut pondéral (Ptendance <0,05). Des changements du métabolisme de base liés aux changements hormonaux durant les phases pubertaires, notamment l’augmentation de l’anabolisme et la croissance, pourraient expliquer la disparité des résultats selon l’âge. / In contrast to adults, associations between plasma concentrations of some metabolites (branched-chain amino acids [valine, leucine, isoleucine], short-chain acylcarnitines [C3, C5], aromatic amino acids [phenylalanine, tyrosine], glutamate) and obesity in youth are not well established and studies showed controversial results. This project investigates the relationship between weight status and metabolic biomarkers in adolescents. This crosssectional study includes 91 adolescents (12-17 years) from French Polynesia. Concentrations of metabolic biomarkers were quantified in plasma and considered as dependent variables. International Obesity Task Force cut-off values were used to define weight status of adolescents. Participants were stratified for median age (<15 years and ≥ 15 years). Prevalence of overweight was 37.4% and obesity 16.5%. Concentrations of valine, leucine, phenylalanine, glutamic acid and carnitine were statistically significantly higher (all P <0.05) among obese children as compared to lean or overweight. These associations were mainly present in participants <15 years. Among those ≥15 years, only glutamic acid and carnitine were associated to weight status (P for trend <0.05). Changes in metabolism related to hormonal changes during stages of puberty, especially increased anabolism and growth, might explain the disparity of results according to age.

Before 1935, amino acids were studied mainly because they constituted part of the protein molecules. Later they were found to be important nutritive agents. Investigations on nutritional requirements of young rats showed that tryptophane, lysine, histidine, phenylalanine, leucine, isoleuclne, threonine, methionine, valine and arginine are Indispensable components of a diet. The removal of any one of these amino adds, except arginine, from the diet leads to a nutritive deficiency, accompanied by rapid deoline in weight, loss of appetite and eventual death. More recently, it haB been pointed out that a tryptophane deficiency In the diet of rats gives rise to profound disturbances; and it Is now known that the presence of arginine Is essential for fertility and the absence of valine causes muscular tension (Rose, W.C. and Eppstein, S.A. J. Biol. Chem. 127 : 677-684· 1939.)· This ohange of view has shifted interest to large scale preparation of amino acids either by hydrolysis of proteins or by total synthesis. One of the two main objects of the present investigations was the synthesis of amino acids. The other object was the synthesis of pyrazolones and the determination of their ultraviolet and infrared absorption spectra. Aminopyrazolones have a strong antipyretic action (Valyashko, N.A. and Bliznyukow, V.I. J. Gen. Chem. U.S.S.R. II : 23-40, 1941.) and are also useful for colour photography (British patent 478,990.). They are closely related to amino acids because they can be obtained from the same starting materials and have some similar properties. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2018

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Contexte : Les acides aminés à chaîne ramifiée (AAcr) et aromatiques (AAar) constituent des marqueurs métaboliques précoces de l’obésité et de l’insulino-résistance (IR). À ce jour, aucune étude n’a analysé les changements (Δ) métaboliques en lien avec des changements corporels spécifiques chez les adolescents, soit l’analyse concomitante de la masse grasse (MG) et la masse maigre (MM). Nous profitons d’une intervention ayant eu lieu en Polynésie française chez des adolescents pour combler ces évidences. Objectifs : Mesurer les changements dans les concentrations d’AAcr et d’AAar et des marqueurs cardiométaboliques (CMB) chez des adolescents polynésiens en fonction du statut pondéral, de l’IR et de changement de composition corporelle après une intervention de 5 mois. Méthodologie : 226 adolescents ont participé à RASA (Ressources Alimentaires et Santé aux Australes), une intervention d’une durée de 5 mois sur l’activité physique et l’alimentation. Quatre catégories de changement de composition corporelle ont été constituées en combinant la perte (-) ou le gain (+) du type de masse (MG+/MM-, MG+/MM+, MG-/MM-, MG-/MM+). À l’aide de l’analyse de covariance, nous avons analysé les changements d’AAcr, d’AAar selon le statut pondéral initial, les tertiles d’HOMA-IR2 (homeostasis model assessment of insulin resistance) et les catégories de changement de composition corporelle. Résultats : Au point de départ, les concentrations d’AAcr et d’AAar étaient positivement associées au statut pondéral et tertiles d’HOMA-IR2. Pour les quatre catégories de Δ corporels après 5 mois d’intervention, le ΔHOMA-IR2 (IC95%) était de 0,24 (0,05; 0,43) pour MG+/MM, 0,23 (0,06 ; 0,40) pour MG+/MM+, -0,41 (-0,78; -0,04) pour MG-/MM- et -0,40 (-0,63; -0,16) pour MG-/MM+. Le ΔAAcr n’était pas significatif pour MG+/MM- [-0,86 (-3,68; 1,97)], alors qu’il a diminué pour MG-/MM- [-4,95 (-9,04; -0,87)]. Le ΔAAar de -0,86 (-3,68; 1,97) n’était pas significatif pour MG+/MM-, alors qu’il a diminué significativement de -1,48 (-2,65; -0,31) pour MG+/MM+, de -2.51 (-4,40; -0,63) MG-/MM -, et de -3,38 (-4,50; -2,25) pour MG-/MM+. Conclusion : Une perte de MG entraine une diminution des marqueurs métaboliques et de l’HOMA-IR2. Un gain de MM accompagnant la perte de MG aurait un effet additif sur l’amélioration des marqueurs métaboliques. Nos résultats montrent la pertinence de la prise en compte des changements concomitants de la MG et MM dans les études examinant l’impact d’interventions contre l’obésité sur le métabolisme. / Background: Branched-chain amino acids (BCAA) and aromatic amino acids (AAA) are perceived as early metabolic markers of obesity and insulin resistance (IR). No study has examined the changes (Δ) in the early metabolic markers after to specific body composition changes in adolescents, i.e. concomitant analysis of fat mass (FM) and fat free mass (FFM). We assessed data of a school-based intervention carried out in French Polynesia to bring out those evidences. Objectives: To assess changes in BCAA, AAA and cardiometabolic (CMB) markers in French polynesian adolescents according to weight status and IR , and changes in FM and FFM after a 5-month intervention. Methods : 226 adolescents participated in a school-based intervention on diet and physical activity (RASA). Four categories of body composition changes were formed (FM+/FFM-, FM+/FFM+, FM- /FFM-, FM-/FFM+) for the concomitant analysis. Analysis of covariance was used to obtain mean Δ of BCAA, AAA and CMB markers concentrations according to weight status and HOMA-IR2 (homeostasis model assessment of insulin resistance) tertiles at baseline, and according to the categories of body composition changes. Results : At baseline, BCAA and AAA concentrations were positively associated with weight status and HOMA-IR2 tertiles. For categories of body composition changes after the 5-month intervention, ΔHOMA-IR2 (95% IC) was 0.24 (0.05; 0.43) for FM+/FFM-, 0.23 (0.06; 0.40) for FM+/FFM+, -0.41 (-0.78; -0.04) for FM-/FFM-, and -0.40 (-0.63; -0.16) for FM-/FFM+. ΔBCAA was not significant for FM+/ FFM- [-0.86 (-3.68; 1.97)], but descreased signicantly for FM-/ FFM- [-4.95 (-9.04; -0.87)]. ΔAAA of -0.86 (-3.68; 1.97) was not signicative for FM+/FFM-, but decreased significantly by -1.48 (-2.65; -0.31) for FM+/FFM +, -2.51 (-4.40; -0.63) for FM-/FFM-, and -3.38 (-4.50; -2.25) for FM-/FFM+. Conclusion: FM loss was associated with a reduced concentration of metabolic markers of obesity and HOMA-IR2. A FM loss concomitant to FFM gain has an additive effect on improvement of metabolic markers. Our findings indicate the relevance of taking into account changes in both FM and FFM when investigating metabolic changes induced by obesity interventions.

La consommation d'un régime hyper protéique (HP) améliore l'homéostasie glucidique, le gain de poids, l'adiposité, en réduisant le tissus adipeux blanc et la taille des adipocytes. Les adaptations métaboliques dues à l'augmentation de l'apport protéique sont au moins caractérisées, au niveau du foie, par la diminution de la lipogenèse et l'augmentation de la conversion des acides aminés (AA) en glycogène. Cependant, le rôle des acides aminés dans le contrôle de ces adaptations métaboliques et des voies de transduction responsables de la transmission du signal " acides aminés " n'ont pas encore été élucidés. L'objectif de notre étude a été de déterminer l'effet de l'augmentation de l'apport en acides aminés sur la traduction et la protéolyse, et d'identifier les voies de signalisation impliquées dans la détection des acides aminés ainsi que l'acide aminé ou le groupe d'acide aminés responsable de ces effets, en utilisant des approches in vivo et in vitro. Les extraits protéiques ont été analysés par western blots pour examiner l'état de phosphorylation des protéines impliquées dans les voies de signalisation qui participent à la détection des AAs et à la régulation de la traduction, à savoir les voies: " mammalian target of rapamycin " (mTOR), " adenosine monophosphate-activated protein kinase " (AMPK) et " general control non-depressible kinase 2 " (GCN2). Cette étude a montré que l'adaptation à un régime de HP est caractérisée par la stimulation de la traduction dans le foie, au moins au niveau de l'étape d'initiation. Cette activation requiert à la fois la présence de fortes concentrations en AA (au moins la leucine ou des AAs à chaîne branchée) et d'insuline, comme l'indique l'augmentation de la phosphorylation de mTOR, 4E-BP1 et S6 et la diminution de la phosphorylation de l'AMPK et GCN2. L'utilisation de l'AICAR (activateur de l'AMPK) et de la rapamycine (inhibiteur de mTOR) nous a permis de montrer qu'en présence de fortes concentrations en AA et d'insuline, mTOR n'est pas le seul régulateur de 4E-BP1 et de la S6K1 (cibles de mTOR) et que l'AMPK peut également jouer un rôle important dans la régulation de leur état de phosphorylation. En outre, l'augmentation de l'apport protéique provoque une inhibition de la dégradation des protéines dans le foie et une diminution de l'expression des gènes codant les principales protéines du système autophagie et de l'ubiquitine-protéasome. En conséquence, les protéines sont moins ubiquitinées, donc moins dégradées. Les AAs et l'insuline semblent être les principaux régulateurs de la voie de protéolyse ubiquitine-protéasome et les voies mTOR et AMPK seraient les médiateurs des effets acides aminés et de l'insuline. Ces résultats suggèrent que le contrôle des voies cataboliques et anaboliques du métabolisme des protéines sont régulées par les mêmes signaux et font intervenir les mêmes voies de signalisation.