Le cuivre est un métal de transition essentiel pour le fonctionnement des organismes vivants. Chez la plante Arabidopsis thaliana, la moitié du contenu en cuivre est localisé dans le chloroplaste. Cet organite, spécifique des cellules végétales, est constitué d'une enveloppe délimitant le stroma, un compartiment aqueux au sein duquel se trouve un système membranaire complexe, les thylacoïdes. Dans les chloroplastes d'Arabidopsis, le cuivre est le cofacteur de deux protéines essentielles : la superoxyde dismutase Cu/Zn, impliquée dans la défense contre des espèces réactives de l'oxygène au niveau du stroma et la plastocyanine, une protéine du lumen des thylacoïdes, impliquée dans la chaine de transfert des électrons photosynthétiques. Des études de génétique inverse ont démontré que le transport du cuivre à la plastocyanine impliquait deux protéines membranaires appartenant à la famille des ATPases-PIB-1 : HMA6, localisée dans l'enveloppe et HMA8, localisée dans la membrane des thylacoïdes. Une étude fonctionnelle in vitro a montré que HMA6 était un transporteur de haute affinité de cuivre monovalent présentant les caractéristiques générales des ATPases-P. Afin de comparer les propriétés enzymatiques de ces deux ATPases-PIB-1 et de mieux comprendre leur rôle respectif dans l'homéostasie du cuivre au sein du chloroplaste, nous avons déterminé in vitro les propriétés enzymatiques de HMA8.La stratégie employée pour la caractérisation de HMA8 a été similaire à celle utilisée pour la caractérisation de HMA6. Dans un premier temps, la sélectivité ionique de HMA8 a été évaluée à l'aide de tests phénotypiques dans la levure Saccharomyces cerevisiae. Les propriétés enzymatiques de HMA8 ont ensuite été déterminées in vitro après expression dans la bactérie Lactoccocus lactis, par des expériences de phosphorylation par l'ATP. Cette analyse a permis de démontrer que HMA8 présentait une plus forte affinité apparente pour le cuivre mais une activité catalytique plus lente que HMA6. L'analyse de modèles tridimensionnels de HMA6 et HMA8 a montré que ces différences pourraient être expliquées par des différences de charges au niveau de la cavité où le métal est libéré et/ou par la nature des partenaires interagissant avec ces ATPases. Ces différences pourraient expliquer les fonctions distinctes de ces deux transporteurs dans le chloroplaste : HMA6 régulerait la concentration en cuivre dans le stroma en interagissant avec différentes protéines cibles (notamment des chaperonnes à cuivre), alors que HMA8 aurait un rôle plus précis pour la distribution du cuivre à la plastocyanine.Pour mieux comprendre le mécanisme de libération du cuivre par HMA6 et HMA8, nous avons effectué une étude fonctionnelle de mutants de la région reliant les deux premières hélices transmembranaires (TMA et TMB). Dans cette étude, nous avons ciblé les cystéines et histidines qui de par leurs propriétés chimiques sont les résidus les plus à même d'interagir avec le métal. Les mutants d'intérêts ont été sélectionnés par criblage phénotypique dans la levure puis exprimés dans la bactérie L. lactis. La caractérisation biochimique in vitro de leurs propriétés enzymatiques a été réalisée par des tests de phosphorylation par l'ATP et le Pi. Cette étude nous a permis d'identifier deux résidus, une cystéine et une histidine, impliqués la libération du cuivre et de proposer un modèle de cheminement du métal dans la partie extracytoplasmique du site de transport de HMA6 / Copper is an essential transition metal for living organisms. In the plant Arabidopsis thaliana, half the copper content is localized in the chloroplast. This organelle specific of plant cells, consists of an envelope delimiting the stroma, an aqueous compartment within which there is a complex membrane system, the thylakoids. In chloroplasts of Arabidopsis, copper is the cofactor of two essential proteins: the superoxide dismutase Cu / Zn, involved in defense against reactive oxygen species in the stroma and plastocyanin, a protein of the thylakoid lumen involved in the chain transfer photosynthetic electron. Reverse genetics studies have demonstrated that copper transport in plastocyanin involved two membrane proteins belonging to the family of ATPases-PIB-1: HMA6, located in the envelope and HMA8, localized in the thylakoid membranes. A functional in vitro study showed that HMA6 was a monovalent high affinity copper transporter showing the general characteristics of P-ATPases. To compare the enzymatic properties of these two ATPases and better understand their respective role in copper homeostasis in the chloroplast, we in vitro determined the enzymatic properties of HMA8.The strategy employed for the characterization of HMA8 was similar to that used for the characterization of HMA6. Initially, the ion selectivity of HMA8 was evaluated using phenotypic tests in the yeast Saccharomyces cerevisiae. The enzymatic properties of HMA8 were then determined in vitro after expression in the bacterium Lactoccocus lactis, by phosphorylation experiments by ATP. This analysis demonstrated that HMA8 had a stronger apparent affinity for copper but a slower catalytic activity than HMA6. The analysis of three-dimensional models of HMA6 and HMA8 showed that these differences could be explained by differences in the electrostatic potential at the cavity where the metal is released and/or by the nature of the partners interacting with these ATPases. These differences might explain the distinct functions of the two carriers in the chloroplast: HMA6 would regulate the copper concentration in the stroma by interacting with various target proteins (including copper chaperone), while HMA8 would have a more specific role for the distribution of copper plastocyanin.To better understand the mechanism of copper release by HMA6 and HMA8, we conducted a functional study of mutants of the region connecting the first two transmembrane helices (TMA and TMB). In this study, we specifically targeted cysteines and histidines because of their chemical properties that make them very strong metal ligands. The mutants of interest were selected by phenotypic screening in yeast and then expressed in the bacterium L. lactis. The in vitro biochemical characterization of their enzymatic properties was carried out by phosphorylation tests by ATP and Pi. This study allowed us to identify two residues, one cysteine and one histidine, involved the release of copper and to propose a metal path model in extracytoplasmic part of the transport site of HMA6

L'aggravation actuelle du risque lié au paludisme résulte du développement du phénomène de résistance de souches de Plasmodium falciparum aux molécules antipaludiques. Une telle situation et l’absence de vaccin efficace nécessitent le développement de nouvelles stratégies antiparasitaires. Jusqu’à présent, les mécanismes moléculaires qui contrôlent le cycle parasitaire sont méconnus. Chez la plupart des eucaryotes, les protéine kinases sont impliquées dans des fonctions cellulaires essentielleset constituent une cible privilégiée pour la conception de nouveaux médicaments. Dans cecadre, nous nous sommes intéressés à la voie de transduction de l’AMP cyclique et en particulier à la sous-unité catalytique de la protéine kinase AMPc dépendante (PfPKAc)dont le rôle essentiel reste mal défini chez P. falciparum. Deux approches complémentaires ont été choisies pour étudier cette kinase :1) au niveau biochimique par le clonage, l’expression, la purification et la caractérisation enzymatique de la PfPKAc. L’objectif était d’obtenir une enzyme active in vitro de façon à pourvoir mesurer les constantes enzymatiques de la PfPKAc et conduire les premiers essais d’inhibitions.2) au niveau cellulaire en analysant les conséquences de l’inhibition par des ARN interférents spécifiques des transcrits de la PfPKAc. Le développement parasitaire mais également le transcriptome global ont été étudiés de manière à préciser les voies métaboliques liées à cette kinase plasmodiale.L’ensemble de ces études précise la compréhension de la voie de transduction de l’AMP cyclique et de la PfPKA qui pourrait conduire au développement de nouvelles voies thérapeutiques. / Nowadays, the increase of risks associated with malaria results from the development of resistance of Plasmodium falciparum strains to antimalarial drugs. This situation and the lack of an effective vaccine require the development of new antimalarial strategies. Untilnow, molecular mechanisms controlling the life cycle of malaria parasites, are still poorly understood. In most eukaryotes, protein kinases are implicated in essential cellular functions and represent attractive targets for the development of new drugs. In this context, we focused on the signaling pathway implicating cAMP and particularly the catalytic subunit of cAMP-dependent protein kinase (PfPKAc), whose function is still unclear in P. falciparum. Two complementary strategies were chosen to study this kinase:1) at the biochemical level by the cloning, expression, purification and enzymatic characterization of the PfPKAc. The objective was to obtain an in vitro active PfPKAc to evaluate the kinetic constants of PfPKAc and to conduct the first inhibition studies.2) at the cellular level by studying the consequences of PfPKAc transcripts inhibition byspecific interfering RNAs. The parasite growth but also the overall transcriptome werestudied to specify the metabolic pathways associated with this plasmodial protein kinase.All of these studies improve the understanding of cAMP transduction pathway and PfPKA,which could allow the development of new therapeutic approaches.

An elaboration and characterization of the composites of polyethylene terephthalate (PET) reinforced with hemp fiber for thermoforming applications deal with significant challenges faced by the bio-composite industry vis-à-vis high temperature melting thermoplastics reinforced with vegetal fibers. The originality of this work includes processing such composite material while avoiding thermal degradation and using the resultant composite which is normally brittle for thermoforming, based on large deformations. Most of the previous works have only involved low temperature melting thermoplastics reinforced with natural fibers although high temperature melting thermoplastics have an important potential in numerous applications. During the past decades, the volume and types of natural fibers used as reinforcements for bio-composites applications have increased significantly. Such trend has been particularly observed in the group of vegetal fiber-reinforced composites, also known as ligno-cellulosic fiber-reinforced composites, which are found in construction, automobile, aerospace and bio-medicine to name a few. However, those applications are for the most part either made of polyolefin matrices or polymers whose highest melting points are close to 200°C. Despite its high melting point, Polyethylene terephthalate (PET), similar to other polyesters and highly polar matrices, shows good affinity for reinforcement by ligno-cellulosic or vegetal fibers such as hemp. This work aimed at achieving a dual objective: First to extend the elaboration of ligno-cellulosic fiber-reinforced composite materials to the range of higher temperature melting thermoplastics (Tm>200°C) and secondly to study the thermoformability of the processed PET-hemp fiber composites in order to determine the optimal formulation for thermoforming, as well as its optimal conditions. In the plastic industry, the thermoforming process is essentially based on heating extruded sheets to a temperature between the glass transition temperature (Tg) and the melting point, where large deformations occur. Both objectives are quite challenging: For the first objective, there is a risk of hemp fiber degradation due to the temperature gap between the melting point of PET (Tm~250°C) and the onset of thermal degradation of vegetal fibers (Td~190˚C) and concerning the second objective, thermoforming requires large deformations although bio-composites are generally brittle. The mentioned challenges were strategically overcome by modifying both the matrix and the fibers. Furthermore, five formulations with 1, 5, 10, 15 and 20% (w/w) fiber concentrations were investigated for their mechanical, thermal, structural and rheological properties; the best formulation was selected for numerical thermoforming. The fibers were modified by alkaline treatment to increase their thermal stability, while PET’s melting point was depressed by a ten of degree by compounding with polycaprolactone (PCL) using a torque based mixer. The numerical thermoforming was finally performed by an optimized application of the ThermoForm© code to the previously determined composite parameters. The following major observations were made in different sections of this research. The mechanical properties of PET-hemp fiber composites showed similar variations with those of other natural fiber reinforced composite materials reported in the literature. •In the presence of the applicable additives such as pyromellitic dianhydride (PMDA), glycidyl methacrylate (GMA) and clay, the elastic modulus of PET-5% (w/w) PCL-Additives increased by 10 to 20% with respect to the unreinforced formulation and 2 to 10% with respect to the reinforced formulation without additives. However, all the formulations were significantly brittle and their strain at break decreased from over 40 to about 4%. Their maximum force was also lowered by up to 4% with respect to virgin PET. •In the absence of additives, the elastic modulus and the maximum force of PET-5% (w/w) PCL-5% (w/w) - (1, 5, 10, 15 and 20% (w/w)) hemp fibers increased logarithmically with the fiber concentration, while the strain at break dropped below 5%. An improved interface quality without additives is an indication of the possible hydrogen bonding between the carbonyl groups of PET and the hydroxyl groups of hemp fibers. The remaining investigation was then performed without additives. All the composite formulations proved to be thermally stable until 315°C as an indication for their ability to undergo multistage processing. Two thermo-degradation ranges were observed from 290 to 385°C and from 385 to 490°C respectively. They were respectively described by the Sestak-Berggren and the truncated Sestak-Berggren models. Similar observations were made for the formulations compounded with the mixing chamber heated at 240, 250 and 250°C. Consequently, the numerical thermoforming process was restricted to the group compounded at 250°C. The rheological properties fitted with the ThermoForm® code indicated the suitability of the Christensen model to describe the visco-elastic behavior of the investigated composite formulations. The numerical variations of various forming parameters indicated a partition of the formulations into two groups reinforced by 0, 1 and 5% (w/w) for the first, and 10 and 15% (w/w) for the second. The first group was better suited for both the free forming and the thermoforming process. However, a more powerful air flow is needed for forming of PET -1% (w/w) hemp, leaving PET-5% (w/w) hemp as the best thermoformable alternative with respect to the process cost and in-service performance. The second group showed a relatively poor performance which can be attributed to the fiber’s partial thermo-degradation resulting from processing larger fiber volume with respect to the limited available matrix. Although PET-hemp fiber composites have been successfully formulated and their behavior towards the thermoforming process numerically investigated, a fine tuning of the processing conditions will be the object of future work alongside the valorization of higher fiber loads through targeted applications requiring woven reinforcements. L’élaboration et la caractérisation des composites de polyéthylène téréphtalate (PET) renforcés de fibres de chanvre pour des applications en thermoformage adresse des défis majeurs auxquels est confrontée l’industrie des bio-composites concernant le renforcement des polymères ayant des hauts points de fusion avec des fibres d’origine végétale. La contribution originale de ce travail a un impact significatif sur l’industrie des plastiques. En outre il concerne le renforcement d’un polymère thermoplastique ayant un point de fusion élevé avec des fibres naturelles tout en évitant la thermo-dégradation, et procède à la mise en forme du produit qui est normalement cassant, par le thermoformage basé sur les grandes déformations. Durant les dernières décennies, on a assisté à une augmentation significative du volume et des types de fibre naturelle comme renforts des bio-composites utilisés dans divers secteurs d’activité. L’on retrouve les composites dont les renforts sont des fibres naturelles, encore appelés bio-composites dans divers domaines à l’exemple de la construction, la biomédecine, l’aérospatial, et l’automobile; cependant ces applications sont pour la plupart soit restreints aux matrices de type polyoléfine ou des polymères dont le point de fusion maximal est proche de 200°C. Le PET, tout comme d’autres matrices de type polyester ou de grande polarité ayant des hauts points de fusion, présente une plus haute affinité de renfort avec des fibres lignocellulosiques ou fibres naturelles à l’exemple des fibres de chanvre. Ce travail vise deux objectifs principaux, à savoir étendre l’élaboration des matériaux bio-composites au groupe de matrices qui fondent à haute température (Tm>200°C), ensuite faire une mise en œuvre des applications de ce type de composite par thermoformage. Le thermoformage des plastiques-composites est un procédé de mise en forme basé essentiellement sur le chauffage des feuilles extrudées entre le point de transition vitreuse (Tg) et le point de fusion, suivi d’une grande déformation. Les deux objectifs présentent beaucoup de défis, à savoir dans un cas éviter la dégradation thermique des fibres de chanvre causée par la différence entre le point de fusion du PET (Tm~250°C) et la température initiale de dégradation des fibres naturelles (Td~190°C), et faire le thermoformage d’un matériau cassant alors que le processus est basé sur les grandes déformations. Les défis rencontrés ont été stratégiquement relevés en combinant la modification des fibres et de la matrice. Ensuite, des formulations de composites renforcés de 1, 5, 10, 15 et 20% (w/w) de fibres ont été mises en forme, testées au point de vue mécanique, thermique, structural, et rhéologique. La stabilité thermique des fibres a été améliorée par traitement alcalin et la température de fusion du PET a été abaissée d’une dizaine de degré par mélange avec le polycaprolactone (PCL) dans un mélangeur à torque. Finalement, le thermoformage numérique a été réalisé en appliquant le code ThermoForm® aux paramètres des composites déterminés initialement. Les observations suivantes ont été faites dans diverses sections de cette recherche. Les variations des propriétés mécaniques des composites de PET renforcés de fibres de chanvre sont similaires aux comportements d’autres composites renforcés de fibres naturelles que l’on trouve dans la littérature. • En présence des additifs tels que le dianhydride pyromellitique (PMDA), le méthacrylate de glycidyle (GMA) et l’argile, le module d’élasticité de PET-5% (w/w) PCL-Additifs augmente de 10 à 20 % par rapport à la formulation sans renfort et de 2 à 10% par rapport à la formulation renforcée sans additifs. Cependant, toutes ces formulations étaient fragiles et leur déformation à la rupture réduite en passant de plus de 40% à 4%. Leur force maximale a aussi connu une réduction de près de 4% par rapport au PET vierge. • En l’absence des éléments additifs, le module d’élasticité et la charge maximale supportée par les formulations de PET-5% (w/w) PCL- Additifs - (1, 5, 10, 15 et 20% (w/w)) augmentent de façon logarithmique avec le taux de renfort, alors que la déformation à la rupture a été rabaissée jusqu’à une valeur maintenue au-dessous de 5%. L’interface qui en résulte présente une qualité améliorée en absence des additifs, ce qui indique la possibilité d’existence des liaisons d’hydrogène entre les groupements carbonyles du PET/PCL et les fonctions hydroxydes des fibres de chanvre. Le reste de l’étude a ainsi été réalisé sur les formulations sans additifs. Toutes les formulations de PET renforcées de fibres de chanvre étaient thermiquement stables jusqu’à 315°C, ce qui est une indication de leur aptitude au moulage à plusieurs étapes. Deux plages de dégradation thermique ont également été observées entre 290 et 385°C et entre 385 et 490°C. Elles étaient décrites respectivement par les modèles de Sestak-Berggren et de Sestak-Berggren tronqué. Des observations similaires étaient faites pour les formulations mélangées avec des enceintes chauffées à 240, 250 et 260°C. Ainsi donc, le thermoformage numérique s’est limité aux formulations mélangées à 250°C. Les tendances des propriétés rhéologiques déterminées par le code ThermoForm® ont indiqué l’effectivité du modèle de Christensen pour la description du comportement viscoélastique des formulations étudiées. Les variations numériques des paramètres de moulage indiquent la partition des formulations en deux groupes dont le taux massique du renfort est de 0, 1 et 5% pour le premier, et 10 et 15% pour le second. Le premier groupe est plus adapté aux moulages de types libre et par thermoformage; cependant, une grande puissance d’air soufflé est nécessaire au moulage de la formulation renforcée de 1% de fibres, ce qui fait de la formulation renforcée de 5% de fibres la seule alternative selon les coûts du procédé et la performance fonctionnelle. Le second groupe a montré une performance relativement faible qui est attribuable à la dégradation thermique partielle causée par le moulage d’un important volume de fibres par rapport à la matrice disponible. Dans ce travail, le PET renforcé de fibres de chanvre a été mis en forme avec succès et une étude de son comportement face au thermoformage a été faite; cependant, le peaufinage des conditions de mise en œuvre fera l’objet des travaux futurs ainsi que la valorisation de plus grands taux de renfort à travers des applications nécessitant des renforts tissés.

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Le développement et la survie de l’embryon dépendent des nutriments fournis par les sécrétions utérines. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer l’effet de la surovulation (SOV) sur la bactériologie et cytologie utérine et sur les paramètres biochimiques utérin et sérique et leurs effets sur le nombre d’embryons transférables (ET). Deux groupes de vaches Holstein (groupe I, non lactante, n=7 et groupe II, lactante, n=28) ont été respectivement induites en chaleur ou surovulées et ensuite inséminées. Au jour 7 du cycle œstral (J7) et lors du jour de la récolte (JR), un prélèvement individuel de sang et de liquide de lavage utérin a été fait pour l’analyse du statut bactériologique et cytologique de l’utérus et la mesure de la concentration de plusieurs paramètres biochimiques présélectionnés. Les embryons récoltés ont été évalués selon les critères de l’IETS. La SOV a donnée une moyenne de 7.39 ± 6.22 ovocytes/embryons dont 3.32 ± 4.81 ET. Il n’y avait pas de variation significative de la bactériologie et cytologie utérine des deux groupes entre J7 et JR. La concentration sérique de l’urée (P=0.0001), d’E2 (P=0.006); la concentration utérine du Glu (P=0.002), de Ck (p=0.0007), de LDH (P <0.0001), de PT (P=0.004), de P4 (P=0.008), de PGFM (P<0.0001) du groupe I et la concentration sérique de P4 (P<0.0001), de PGFM (P<0.0001); la concentration utérine de LDH (P=0.002), de PGFM (P<0.0001) du groupe II ont été significativement élevées à JR qu’à J7. La concentration utérine et sérique de l’urée (P<0.0001 et P<0.0001), de LDH (P<0.0001 et P=0.008), la concentration sérique de P4 (P=0.0002) et la concentration utérine de PT (P=0.0003) à JR du groupe II étaient différente du groupe I. Il n’y avait pas d’association entre la bactériologie et cytologie utérine et le nombre d’ET. Cependant, le nombre d’ET a été positivement corrélé avec la concentration sérique d’IGF-1 à J7 (r=0.45; P=0.001) et la concentration sérique de P4 à JR (r=0.43; P<0.05) et négativement corrélé avec la concentration utérine et sérique de PGFM à la fois à J7 (r=-0.54; P<0.005 et r=-0.67; P<0.001) et à JR (r=-0.48; P<0.01 et r=-0.57; P<0.002). Ces résultats suggèrent que la SOV induit des changements au niveau sérique et utérin qui affectent le nombre d’ET récoltés. / The developing embryo is dependent on the nutrients provided by the oviduct and the uterine fluid. The objectives of this study were to determine the effect of SOV on uterine bacteriology and cytology, on serum and uterine biochemical parameters and consequently on the number of TE. Non-lactating (n=7) and lactating (n=28) Holstein cows were synchronized for estrus and superovulated respectively and were inseminated twice. Uterine bacteriology and cytology and various uterine and serum biochemical parameters were measured at day 7 of estrus cycle (D7, starting day of the SOV protocol) and at the designated day of embryo recovery (DER). Harvested embryos were evaluated according to IETS’s criteria. Superovulated cows produced an average of 7.39 ± 6.22 ova/embryos of which 3.32 ± 4.81 were TE. There were no significant variations of uterine bacteriology and cytology between D7 and DER within the two groups. Serum urea (P=0.0001), E2 (P=0.006); uterine Glu (P=0.002), Ck (P=0.0007), LDH (P<0.0001), TP (P=0.004), P4 (P=0.008), PGFM (P<0.0001) in group I and serum P4 (P<0.0001), PGFM (P<0.0001); uterine LDH (P=0.002), PGFM (P<0.0001) in group II were significantly higher at DER than at D7. At DER, group I was different to group II’ uterine and serum urea (P<0.0001 and P<0.0001), LDH (P<0.0001 and P=0.008), PGFM (P=0.002 and P=0.009), serum P4 (P=0.0002) and uterine TP (P=0.0003). There was no association between uterine bacteriology and cytology and the number of TE. However, TE was positively correlated with serum IGF-1 at D7 (r=0.45; P=0.001) and P4 at DER (r=0.43; P<0.05) and negatively correlated with both serum and uterine PGFM respectively at D7 (r=-0.54; P<0.005 and r=-0.67; P<0.001) and DER (r=-0.48; P<0.01 and r=-0.57; P<0.002). The present results infer that changes following SOV in both serum and uterine secretion may affect the number of TE.

Le Rovabio Excel ™ est un cocktail enzymatique complexe sécrété par le champignon filamenteux Penicillium funiculosum. La société ADISSEO commercialise cet additif alimentaire destiné à la nutrition animale car les principales enzymes qui le constituent dégradent les polymères contenus dans les céréales, tels que les polysaccharides non amylacés. Ainsi, le Rovabio Excel™ permet d’améliorer la digestibilité et d’augmenter la valeur nutritionnelle des matières premières agricoles en réduisant la viscosité du bol alimentaire des animaux. Dans le but d’augmenter sa compétitivité, ADISSEO a fait conduire des études sur cette solution pour la caractériser biochimiquement et optimiser son potentiel xylanolytique.Ces travaux de thèse s’inscrivent dans ces projets industriels et ont poursuivi deux objectifs distincts. Le premier correspondait à l’augmentation de la thermostabilité de la protéine XynB du Rovabio Excel™, pour lui permettre de résister à la granulation. Le second concernait XynA, la protéine majoritaire de la solution multienzymatique, qui a été caractérisée biochimiquement. Les premiers résultats de caractérisation biochimique de XynA ont montré que la protéine était 100 fois plus active sur β-1,4-glucane que sur xylane. Des tests complémentaires sur pNP-cellobiose et pNP-β-D-Lactopyranose ont révélé que XynA était 5,2 fois plus active sur pNP-cellobiose et possédait une activité « exo ». Enfin, l’analyse des produits d’hydrolyse d’oligosaccharides composés de 2 à 5 unités de glucose a confirmé que la protéine XynA était une cellobiohydrolase de type I, très sensible à l’inhibition par le cellobiose (IC50 - C2 = 17,7 µM). L’étude la thermostabilité de XynB a confirmé que cette protéine n’était pas naturellement thermostable. Les résultats des travaux d’ingénierie avec l’ajout d’un pont disulfure pour rigidifier la structure 3D de la protéine n’ont pas été probants. En revanche, la création de protéines chimères à partir de protéines plus thermostables (TfxA de Thermomonospora fusca et XynII de Trichoderma reesei) a permis d’améliorer la stabilité thermodynamique de XynB avec des Tm augmentés de plus de 10°C / The Rovabio Excel™ is a complex enzymatic cocktail secreted by the filamentous fungus Penicillium funiculosum. The ADISSEO company sells it as food additive for animal feed because the main enzymes degrade polymers contained in grains, such as non-starch polysaccharides. Thus, the Rovabio Excel™ improves the digestibility and increases the nutritional value of agricultural raw materials by reducing the viscosity of the diet of animals. In order to increase its competitiveness, ADISSEO did conduct studies on this solution to characterize it biochemically and maximize its xylanolytic potential.This thesis takes part of this industrial project and have pursued two distinct objectives. The first corresponds to the increase in the thermostability of the protein XynB from the Rovabio Excel™, to enable it to resist at the granulation process. The second was XynA, the major protein of the multienzyme solution, which was characterized biochemically.Initial results of biochemical characterization of XynA showed that the protein was 100 times more active on β-1,4-glucan on xylan. Additional tests on pNP-cellobiose and pNP-β-D-Lactopyranose revealed that XynA was 5.2 times more active on pNP-cellobiose and possess an "exo-acting" activity. Finally, the analysis of products from oligosaccharides hydrolysis, composed of 2 to 5 units of glucose, confirmed that the protein XynA was a type I cellobiohydrolase, very sensitive to inhibition by cellobiose (IC50-C2 = 17.7 µM).The thermostability of XynB study has confirmed that this protein was not thermostable naturally. The results of the engineering work with the addition of a disulfide bridge to rigidify the 3D structure of the protein were not conclusive. However, the creation of chimeric proteins with more thermostable proteins (TfxA from Thermomonospora fusca and XynII from Trichoderma reesei) has improved the thermodynamic stability of XynB with Tm increased by more than 10°C

La découverte de nouveaux agents antipaludiques est primordiale. A travers le monde, les chercheurs se sont focalisés sur plusieurs stratégies. Les plus développées sont : soit les tests de molécules issues de bibliothèques chimiques dans une recherche phénotypique (comme le test direct d’agents sur des cultures de parasites in vitro), soit la recherche de nouvelles molécules agissant sur l’activité d’une cible ou d’une voie spécifique et essentielle. Cette thèse est centrée sur le second type d’approche. Nous nous sommes intéressés aux transporteurs membranaires de P. falciparum. Pour cela, nous exprimons les protéines d’intérêt dans la levure et nous les purifions. Nous optimisons les tests fonctionnels, dans le but de : a) déterminer l’effet des molécules sur les cibles spécifiques ; b) tester leur effet sur les cultures d’érythrocytes infectés par P. falciparum in vitro ; c) vérifier leur toxicité sur des cellules de mammifères ; et d) réaliser le test des molécules les plus efficaces in vivo dans un modèle de paludisme murin. Notre travail actuel est focalisé sur l’ATPase6 de P. falciparum (PfATP6) et l’adénylate translocase (PfAdT), deux protéines membranaires essentielles localisées respectivement sur le réticulum endoplasmique et la membrane mitochondriale. Nous exprimons de manière hétérologue PfATP6 dans les membranes de levure, nous purifions la protéine et mesurons une activité ATPase spécifique. Nous avons ainsi pu tester une bibliothèque chimique importante et identifier des inhibiteurs spécifiques. Ces derniers ont ensuite été testés pour évaluer leur effet sur les stades érythrocytaires du parasite in vitro et leur cytotoxicité sur des cellules de mammifères. Pour le transporteur PfAdT, nous procédons comme pour PfATP6, mais nous avons choisi un autre type de test fonctionnel dans lequel la protéine est directement exprimée sur la membrane plasmique d’E. coli. Cela devrait permettre de mesurer le transport d’ATP radiomarqué, et l’identification d’inhibiteurs spécifiques dont les effets pourront être évalués sur des cultures de parasites in vitro et dans des essais de cytotoxicité. / New drug discovery for malaria treatment urges, now more than ever. There is no optimal solution to the search for new antimalarials. Worldwide, researchers have focused their energies on several strategies. The most commonly employed are: either by screening molecules issued from chemical libraries in a phenotypic way (i.e., direct testing of drugs on in vitro parasite cultures), or by searching for new molecules acting upon the activity of a specific essential target or pathway. This PhD thesis centers on the second type of approach. We are interested in targeting membrane transporters of P. falciparum. For this, we plan to express proteins of interest in yeast and proceed to their isolation. With optimized functional tests, we aim to: a) Determine the effect of molecules upon specific targets; b) Test their effect on P. falciparum in vitro erythrocytes cultures; c) As well as verify their toxicity on mammalian cells; and d) Perform in vivo testing of the best molecules on a rodent model for malaria. Our actual work is focused on the P. falciparum Ca2+ - ATPase 6 (PfATP6) and adenylate translocase (PfAdT), two essential membrane proteins localized on the endoplasmic-reticulum and the mitochondrial membrane, respectively. We were able to express heterologously PfATP6 in yeast membranes, purify the protein and measure a specific ATPase activity. With this, we have tested a large chemical library and identified specific inhibitors. These were then tested for their effect on in vitro blood stages of P. falciparum and for their cytotoxicity on mammalian cells. For the ATP/ADP carrier PfAdT, we proceeded as previously done with PfATP6 but we have also chosen another type of functional test where we express directly this protein in the plasma membrane of E. coli. This will enable in the future the measurement of radiolabelled ATP uptake, and the identification of specific inhibitors that could then be tested for their effect on P. falciparum in vitro cultures and for their cytotoxicity.

L’oxydase de l’acide 1-AminoCyclopropane Carboxylique (ACC Oxydase, ACCO) catalyse la formation de l’éthylène, hormone essentielle à la vie des plantes. L’ACCO catalyse l’oxydation de l’ACC en éthylène en présence de dioxygène et de deux électrons (fournis in vitro par l’ascorbate). L'activité de l'enzyme requière également, pour des raisons encore incomprises, la présence de CO2 sous la forme d'ions bicarbonates. Il s’agit d’une enzyme qui contient un ion fer(II) dans un environnement non-hémique au site actif. Etant donné l’importance de l’éthylène chez les plantes, l’ACCO, ainsi que les autres enzymes impliquées dans sa biosynthèse, ont été très étudiées durant les vingt dernières années. Cependant, peu d’études ont porté sur le rôle de l’ion métallique et le mécanisme d’action ou sur les surprenants processus d’inactivation subis par l’enzyme. L’ACCO est en effet une enzyme connue pour son instabilité. Nous avons tout d’abord entrepris une caractérisation physicochimique et biochimique de l’enzyme. Le matériel protéique utilisé a tout d’abord été analysé une coupure entre les résidus Ala 290 et Gly 291 a été observée au cours de la purification de l'enzyme. Puis, grâce à l'utilisation de techniques spectroscopiques, nous avons cherché à obtenir plus d'informations sur la fixation des substrats/cofacteurs au site actif. Enfin l’étude des mutants et des complexes modèles de l’ACCO a été réalisée afin de mieux comprendre le mécanisme catalytique et de rechercher de nouvelles activités. Nous nous sommes aussi intéressés aux mécanismes d’inactivation de l’ACCO. En présence des effecteurs en excès, cette inactivation se traduit par une fragmentation et une modification de charge. Lorsque la concentration en fer est limitée, aucune modification physique de l’enzyme inactive n’est observée et l'enzyme garde un contenu global en aminoacide et une conformation tridimensionnelle intègres. Des processus oxydatifs se déroulant directement au site actif de l’enzyme sont susceptibles d’engendrer une telle perte d’activité par l'oxydation d'un nombre limité d'acides aminés. Des études en spectrométrie de masse ont été entreprises et sont toujours en cours afin d'identifier les modifications responsables de la perte d'activité de l'enzyme.Enfin nous avons recherché d’éventuelles partenaires protéiques qui pourraient conférer à l’ACCO une meilleure stabilité. Des études préliminaires ont été entreprises et des données de microscopie suggèrent que l'ACCO est localisée près des membranes de la vacuole. / The 1-AminoCyclopropane Carboxylic acid oxidase (ACC Oxidase, ACCO) catalyzes the last step of the biosynthesis of the plant hormone, ethylene. ACCO catalyzes the oxidation of ACC into ethylene in the presence of dioxygen and two electrons (provided in vitro by ascorbate). Carbon dioxide (or bicarbonate ions) are also required for optimum activity. ACCO is an non-heme iron(II) containing enzyme. Given the importance of ethylene in plants, studies on ACCO, as well as on the other enzymes involved in its biosynthesis, have attracted much attention in the past two decades. However, few studies focus on the role of the metal ion and on the catalytic mechanism or the intriguing inactivation processes. ACCO is indeed known for its instability. We first purified and characterised the enzyme. During the purification, a cleavage between residues Ala 290 and Gly 291 was observed. Then, using spectroscopic techniques, we intended to get more information on cofactor's binding in the active site. Finally studies of mutants and model complexes of ACCO were performed in order to get a better understanding of the catalytic mechanism and to look for new activities.We were also interested in the inactivation processes of ACCO. In the presence of an excess of effectors, this inactivation resulted in fragmentation and in pI modification. When the concentration of iron is limited, no modifications of the inactive enzyme were observed. The inactive enzyme maintained its amino acid content and three-dimensional conformation. The loss of activity is therefore likely to derive from oxidative processes directly at the active site. Mass spectrometry experiments were initiated and are still under progress. Finally we were interested in identifying possible protein partners of ACCO that could provide a better stability. Preliminary studies were thus initiated and from microscopy results, ACCO was found located close to the vacuole membrane.

Le développement et la survie de l’embryon dépendent des nutriments fournis par les sécrétions utérines. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer l’effet de la surovulation (SOV) sur la bactériologie et cytologie utérine et sur les paramètres biochimiques utérin et sérique et leurs effets sur le nombre d’embryons transférables (ET). Deux groupes de vaches Holstein (groupe I, non lactante, n=7 et groupe II, lactante, n=28) ont été respectivement induites en chaleur ou surovulées et ensuite inséminées. Au jour 7 du cycle œstral (J7) et lors du jour de la récolte (JR), un prélèvement individuel de sang et de liquide de lavage utérin a été fait pour l’analyse du statut bactériologique et cytologique de l’utérus et la mesure de la concentration de plusieurs paramètres biochimiques présélectionnés. Les embryons récoltés ont été évalués selon les critères de l’IETS. La SOV a donnée une moyenne de 7.39 ± 6.22 ovocytes/embryons dont 3.32 ± 4.81 ET. Il n’y avait pas de variation significative de la bactériologie et cytologie utérine des deux groupes entre J7 et JR. La concentration sérique de l’urée (P=0.0001), d’E2 (P=0.006); la concentration utérine du Glu (P=0.002), de Ck (p=0.0007), de LDH (P <0.0001), de PT (P=0.004), de P4 (P=0.008), de PGFM (P<0.0001) du groupe I et la concentration sérique de P4 (P<0.0001), de PGFM (P<0.0001); la concentration utérine de LDH (P=0.002), de PGFM (P<0.0001) du groupe II ont été significativement élevées à JR qu’à J7. La concentration utérine et sérique de l’urée (P<0.0001 et P<0.0001), de LDH (P<0.0001 et P=0.008), la concentration sérique de P4 (P=0.0002) et la concentration utérine de PT (P=0.0003) à JR du groupe II étaient différente du groupe I. Il n’y avait pas d’association entre la bactériologie et cytologie utérine et le nombre d’ET. Cependant, le nombre d’ET a été positivement corrélé avec la concentration sérique d’IGF-1 à J7 (r=0.45; P=0.001) et la concentration sérique de P4 à JR (r=0.43; P<0.05) et négativement corrélé avec la concentration utérine et sérique de PGFM à la fois à J7 (r=-0.54; P<0.005 et r=-0.67; P<0.001) et à JR (r=-0.48; P<0.01 et r=-0.57; P<0.002). Ces résultats suggèrent que la SOV induit des changements au niveau sérique et utérin qui affectent le nombre d’ET récoltés. / The developing embryo is dependent on the nutrients provided by the oviduct and the uterine fluid. The objectives of this study were to determine the effect of SOV on uterine bacteriology and cytology, on serum and uterine biochemical parameters and consequently on the number of TE. Non-lactating (n=7) and lactating (n=28) Holstein cows were synchronized for estrus and superovulated respectively and were inseminated twice. Uterine bacteriology and cytology and various uterine and serum biochemical parameters were measured at day 7 of estrus cycle (D7, starting day of the SOV protocol) and at the designated day of embryo recovery (DER). Harvested embryos were evaluated according to IETS’s criteria. Superovulated cows produced an average of 7.39 ± 6.22 ova/embryos of which 3.32 ± 4.81 were TE. There were no significant variations of uterine bacteriology and cytology between D7 and DER within the two groups. Serum urea (P=0.0001), E2 (P=0.006); uterine Glu (P=0.002), Ck (P=0.0007), LDH (P<0.0001), TP (P=0.004), P4 (P=0.008), PGFM (P<0.0001) in group I and serum P4 (P<0.0001), PGFM (P<0.0001); uterine LDH (P=0.002), PGFM (P<0.0001) in group II were significantly higher at DER than at D7. At DER, group I was different to group II’ uterine and serum urea (P<0.0001 and P<0.0001), LDH (P<0.0001 and P=0.008), PGFM (P=0.002 and P=0.009), serum P4 (P=0.0002) and uterine TP (P=0.0003). There was no association between uterine bacteriology and cytology and the number of TE. However, TE was positively correlated with serum IGF-1 at D7 (r=0.45; P=0.001) and P4 at DER (r=0.43; P<0.05) and negatively correlated with both serum and uterine PGFM respectively at D7 (r=-0.54; P<0.005 and r=-0.67; P<0.001) and DER (r=-0.48; P<0.01 and r=-0.57; P<0.002). The present results infer that changes following SOV in both serum and uterine secretion may affect the number of TE.

La bioconversion en méthane de biomasses lignocellulosiques est l’une des alternatives les plus prometteuses pour la production de méthane issu de la digestion anaérobie. Toutefois, les biomasses lignocellulosiques présentent des caractéristiques bio-physico-chimiques très variables en raison leur composition biochimique et de l’organisation structurale très diverses. Par ailleurs, leur faible biodégradabilité en conditions anaérobie nécessite de les prétraiter avant méthanisation pour optimiser la production de méthane. Ce travail vise à évaluer l’influence des caractéristiques d’une large gamme de substrats lignocellulosiques sur leur biodégradabilité anaérobie et les corrélations entre leurs caractéristiques bio-physico-chimiques et le potentiel biométhanogène, et d’étudier les effets du prétraitement fongique en présence de Ceriporiopsis subvermispora sur le potentiel biométhanogène de biomasses lignocellulosiques sélectionnées dans la présente étude et de caractériser les changements de leurs caractéristiques après le prétraitement fongique. La caractérisation de 36 biomasses lignocellulosiques représentatives d’une large gamme de gisements potentiellement mobilisables a permis de mettre en évidence les corrélations linéaires entre le potentiel biométhanogène des biomasses et certaines de leur caractéristiques bio-physico-chimiques, dont la teneur en lignine et la demande biochimique en oxygène. Les biomasses sylvicoles et agricoles ont montré des caractéristiques distinctes de la biodégradabilité aérobie et anaérobie. Les résultats de prétraitement fongique sur les 5 biomasses ont permis de mettre en évidence que le champignon de pourriture blanche Ceriporiopsis subvermispora réagit distinctement selon la biomasse prétraitée. Pour certaines biomasses, le prétraitement fongique conduit à augmenter significativement la production de méthane et la vitesse de bioconversion en méthane. Cette espèce présente la capacité de dégrader sélectivement la lignine sur certaines biomasses et, sur d’autres, celle de dégrader de manière non-sélective des polysaccharides et des lignines. De plus, pour les deux souches de Ceriporiopsis subvermispora testées, des métabolismes différents ont été mis en évidence sur une même biomasse. Les résultats de compositions et ceux de l’analyse structurale des biomasses (initiales, autoclavées, contrôles, et prétraitées par Ceriporiopsis subvermispora) ont montré que leur structure peut être modifiée sans toutefois observer une transformation significative de leur composition biochimique. / Bioconversion to methane lignocellulosic biomass is one of the most promising alternatives for the production of methane from anaerobic digestion. However, lignocellulosic biomass has various bio-physicochemical characteristics due to their biochemical composition and diverse structural organization. Moreover, their low biodegradability in anaerobic condition requires pretreatment before methanation to optimize methane production. This work aims to evaluate the influence of the characteristics of a wide range of lignocellulosic substrates on their anaerobic biodegradability and correlations between their bio-physical-chemical characteristics and biomethane potential, and study the effects of fungal pretreatment in the presence of Ceriporiopsis subvermispora on the biogas potential of lignocellulosic biomass selected in this study and characterize their changes of their characteristics before and after the fungal pretreatment. The characterization of 36 representative lignocellulosic biomass of a wide range of potentially mobilized deposits allowed to highlight the linear correlations between biomethane potential of biomass and some of their bio-physical-chemical characteristics, of which the lignin content and biochemical oxygen demand. The forest and agricultural biomass exhibited distinct characteristics of the aerobic and anaerobic biodegradability. The results of fungal pretreatment of the 5 biomass indicated that the white rot fungus Ceriporiopsis subvermispora reacts distinctly depending on the pretreated biomass. For some biomass, fungal pretreatment leads to significant increase of methane production and the bioconversion rate of methane. This species presents the ability to selectively degrade lignin on some biomasses, in others, the ability to non-selectively degrade polysaccharides and lignins. In addition, for both strains of Ceriporiopsis subvermispora tested, different metabolisms were highlighted on the same biomass. The results of compositions and those of the structural analysis of biomass (initials, autoclaved, controls, and pretreated with Ceriporiopsis subvermispora) showed that their structure can be modified without observing a significant transformation of their biochemical composition.