Les benzoxaboroles (qui sont les dérivés cycliques des acides boroniques) s’imposent comme une nouvelle classe de molécules intéressantes, pour la formulation de nouveaux agents thérapeutiques (notamment avec la commercialisation de l’AN2690, dérivé fluoré du benzoxaborole, en tant qu’antifongique), tout comme la formation de matériaux fonctionnels. A ce jour, il n’y a pas eu de mise au point de synthèse systématique de petites molécules benzoxaboroles multivalentes, limitant ainsi leur utilisation. Dans le cadre de cette thèse, différentes approches de synthèse ont été développées et ont permis l’obtention de 12 nouveaux composés bi- ou tri-valents. La principale réactivité de ces composés est leur capacité à complexer les cis-diols. Étant donné que la force de l’interaction est dépendante de la nature du substrat, il est important de pouvoir l’analyser en détail. La complexation entre les benzoxaboroles avec les diols est généralement réalisée par la méthode spectrofluorimétrique qui est controversée, particulièrement dans le cas des molécules organoborées multivalentes. Pour analyser en détail la stœchiométrie de ces complexations, une méthode RMN multinucléaire en solution a ici été développée. Les composés bi- ou tri-valents ont ensuite été testés en tant qu’agent thérapeutique. En effet, récemment, l’activité d’inhibition contre l’anhydrase carbonique de motifs benzoxaboroles monovalents a été discutée dans la littérature. La multivalence nos molécules pouvant être un avantage, leur constante d’inhibition contre l’anhydrase carbonique ont été mesurées. Enfin, dans un tout autre domaine, la réactivité avec les diols et la multivalence de nos composés ont été mises en avant par la formation de nouveaux complexes moléculaires. / Benzoxaboroles (which are cyclic derivates of boronic acids) are emerging as an interesting class of molecules for the design of news therapeutic agents (in particular with the commercialization of AN2690, which is a fluorinated derivative of benzoxaborole, as an antifungal agent), as well as for the formation of functional materials. However, to date, only few syntheses of small molecules of multivalent benzoxaborole have been described in the literature. In this thesis, different approaches were explored to isolate 12 new bi- or tri-valent benzoxaboroles. The main reactivity of these compounds is their ability to bind to cis-diols. Given that the strength of interaction between an organoboron molecule and a diol depends on the nature of the interacting counterparts, it is important to be able to measure it in detail. The complexation between benzoxaboroles and cis-diols is usually studied by a spectrofluorimetric method, which is controversial, especially in the case of multivalent benzoxaboroles. To analyse in detail the stoichiometry of these complexation, a multinuclear NMR method in solution was developed in this thesis. The di- or tri-valent benzoxaboroles were then tested as therapeutic agents. Indeed, recently, the activity of monovalent benzoxaborole against carbonic anhydrases was discussed in the literature. Since the multivalence of our molecules could be a benefit, the measurement of their inhibition constants against carbonic anhydrases was performed. Finally, in a completely different type of application, their reactivity toward cis-diols and their multivalence was put forward to create new complexes.

Les prédictions du réseau intergouvernemental sur les changements climatiques indiquent que la concentration ambiante de dioxyde de carbone (CO2) d'environ 350 µm.mol-1 va doubler d'ici la fin du siècle. Cette hausse de CO2 combinée au réchauffement de la température va avoir un effet drastique sur l'agriculture et les écosystèmes. Grâce à leur grande variabilité génétique, le blé (Triticum aestivum) et le seigle (Secale cereale) sont très adaptés aux stress abiotiques et biotiques. Les variétés d'hiver capables de s'acclimater au froid sont plus résistantes aux basses températures. Cette meilleure capacité de tolérance pourrait-elle conférer un avantage durant la croissance et le développement des céréales soumis aux concentrations élevées de CO2 de 700 µm.mol-1? La comparaison des processus physiologiques, biochimiques et moléculaires associés à la réponse du blé et du seigle non acclimatés et acclimatés au froid durant leur croissance et développement en concentrations ambiantes et élevées de CO2 ont été l'objet de notre étude. Dans le premier article de ce travail, nous avons comparé la contribution des effets de la plasticité phénotypique observée au niveau des feuilles et de la plante entière avec les effets biochimiques et moléculaires sur la performance photosynthétique et l'utilisation de l'eau des cultivars hivernaux et printaniers de blé (cv Norstar et cv Katepwa) et de seigle (cv Musketer et cv SR4A) non-acclimatés (20°C) et acclimatés au froid (5°C). Le blé et le seigle d'hiver acclimatés au froid présentent des hausses de 22 et 44% de leur activité photosynthétique maximale (Asat) et du double de leur efficacité d'utilisation de l'eau. Les sucres produits par la photosynthèse sont exportés au niveau des organes de réserve et de la paroi cellulaire. Les analyses biochimiques et moléculaires montrent que les céréales d'hiver acclimatées au froid augmentent leur efficacité et taux de transfert d'électrons photosynthétiques, diminuent la pression d'excitation au niveau de leur photosystème II et augmentent la dissipation de l'énergie sous forme de chaleur, démontrant ainsi une meilleure performance face à l'inhibition photosynthétique associée au froid. Par ailleurs les résultats obtenus avec la surexpression de BNCBF17 chez Brassica napus indiquent que les gènes CBFs/DREBs semblent réguler la tolérance au gel et gouvernent l'architecture des plantes, l'anatomie des feuilles, la performance photosynthétique et l'efficacité de l'utilisation de l'eau. Nous discutons dans cet article des coûts et des bénéfices de la plasticité phénotypique en termes de survie hivernale et de la capacité de reproduction. Dans le deuxième article nous avons déterminé si l'exposition à court terme aux concentrations élevées de CO2 de 700 µm.mol-1 pouvait compenser l'inhibition photosynthétique induite par le froid chez les variétés printanières de céréales. Les taux d'assimilation de la photosynthèse (Asat) ont été mesurés chez deux variétés (hivernale et printanière) de blé Triticum aestivum (cv Norstar et Katepwa) et de seigle Secale cereale (cv Musketeer et cv SR4A) non acclimatées (température 20/16°C jour/nuit) et acclimatées au froid (température 5/5°C jour/nuit). Suite à une exposition courte de aux concentrations élevées de CO2 de 700 µmol C mol-1, les variétés printanières de blé et seigle acclimatées au froid présentent une diminution de 45 à 60% de leur taux de photosynthèse comparée à leurs homologues non acclimatées. Les plants de blé et de seigle d'hiver acclimatés au froid présentent une augmentation de 15 à 35% de leur photosynthèse comparativement aux plants non acclimatés. L'assimilation de CO2 durant l'acclimatation au froid est 60% moins élevée chez les variétés printanières comparativement aux variétés hivernales. Ces résultats démontrent que l'exposition à court terme aux concentrations élevées de CO2 ne peut compenser l'inhibition photosynthétique induite par le froid chez les variétés printanières. La limitation du CO2 pour la Ribulose 1, 5-biphosphate carboxylase/oxygénase que l'on observe généralement à concentration ambiante de CO2 est accentuée par l'acclimatation au froid chez les cultivars de printemps. De plus, l'exposition à court terme aux concentrations élevées de CO2, ne permet pas aux cultivars de printemps d'ajuster la sensibilité thermale associée à la photosynthèse durant l'acclimatation au froid comparativement aux cultivars d'hiver. Dans le troisième article, l'analyse du transcriptome chez le blé (Triticum aestivum. L,) d'hiver Norstar cultivé à long terme en conditions de CO2 ambiant (380 µmol C mol-1) et élevé (700 µmol C mol-1) a été initiée afin de déterminer les facteurs physiologiques et génétiques impliqués dans la réponse des plantes non-acclimatés (NA, 20°C) et acclimaté au froid (CA, 5°C) aux concentrations élevées de CO2. Les plantes acclimatées au froid en conditions de CO2 ambiant présentent, un phénotype court et robuste, une réduction de 33% de leur croissance, une hausse double du poids spécifique de leur feuille de même que de leur quantité de protéine et une hausse de 30% de leur quantité de chlorophylle par unité de surface foliaire comparativement aux plantes non acclimaté. Les concentrations élevées de CO2 ont peu d'effets sur ces paramètres morphologiques. Néanmoins les concentrations élevées de CO2 ont entraîné une hausse de 30% de la biomasse des parties aériennes du blé non acclimaté et acclimaté au froid. Le blé Norstar acclimaté au froid maintient des taux de photosynthèses en conditions de lumière et de CO2 saturantes comparables au blé non-acclimaté, mais requiert moins de quantum pour la fermeture du photosystème et pour la dissipation de l'énergie sous forme de chaleur. Les plantes non acclimaté et acclimaté au froid ne sont pas sensibles à l'inhibition photosynthétique induite par les concentrations élevées de CO2. L'effet le plus marqué des concentrations élevées de CO2 chez le blé non acclimaté est la diminution de l'expression des gènes impliqués dans la défense des plantes face aux pathogènes. Par contre, ces effets sont moins accentués chez les plantes acclimatées au froid grâce à l'induction des gènes impliqués dans la résistance aux pathogènes, dans la tolérance au gel, dans la protection et à la stabilisation du chloroplaste. Ces résultats démontrent que l'acclimatation au froid et les concentrations élevées de CO2 ont des effets opposés sur la régulation du système de défense des plantes. Ces résultats démontrent que es concentrations élevées de CO2 auront moins d'impact sur la performance et la productivité des plantes qui vivent dans les pays nordiques contrairement à celles qui vivent dans les environnements plus chauds. Avec les conditions de CO2 élevé prévu, la sélection de plantes ayant des caractères de résistance aux pathogènes est fortement suggérée. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Assimilation de CO2, concentrations élevées de CO2, acclimatation au froid, transcriptome, stress abiotiques et biotiques, gènes de résistance aux pathogènes

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2008. / Titre de l'écran-titre (visionné le 25 mars 2009). Bibliogr.

Thesis--Paris, 1948. / Includes bibliographical references (p. [177]-183).

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2004). Bibliogr.

L'hypoxie est une caractéristique saillante de nombreuses tumeurs solides et provient d'un apport vasculaire inadéquat et immature, entraînant une diminution l'apport d'oxygène et nutriments. Ces régions hypoxiques montrent une résistance aux modalités de traitement classiques telles que la radio et la chimiothérapie et sont associées à une survie insuffisante. Dans des conditions hypoxiques,le HIF-1α améliore l'expression de nombreux gènes cibles,l'un d'eux étant l'anhydrase carbonique IX (CAIX). La CAIX est une enzyme transmembranaire,impliquée dans l'hydratation réversible du dioxyde de carbone au bicarbonate et au proton. L'objectif de cette thèse était de cibler CAIX en utilisant divers médicaments à double cible combinés avec des radiosensibilisateurs, des médicaments cytotoxiques etdes médicaments bio-réductibles. Dans cette thèse,plusieurs approches de ciblage CAIX ont été étudiées.Étant donné que les nitroimidazoles sont de bons sensibilisants cellulaires hypoxiques, nous avons conçu plusieurs composés à double cible existant par combinaison d'un nitroimidazole et d'une fraction inhibitrice d'anhydrase carbonique IX (chapitre 3). Auparavant, notre groupe a montré que le dérivé à base de sulfamide 7 a amélioré l'efficacité thérapeutique de l'irradiation de manière dépendante la CAIX avec un rapport d'amélioration de la sensibilisation (SER) de 1,50, ce qui est plus élevé que plusieurs radiosensibilisateurs testés cliniquement tels que le misonidazole et le nimorazole. L'efficacité de la chimiosensibilisation a été observée lors de la combinaison de 7 avec doxorubicine chez des souris porteurs de tumeur HT29 (chapitre 3).Une approche à double cible similaire peut être exploitable pour délivrer des médicaments cytotoxiques vers des cellules exprimant CAIX, ce qui entraîne une administration ciblée spécifique de la tumeur et par conséquent réduit la toxicité normale des tissus. Le chapitre 4 décrit la conception et la synthèse de nouvelles séries de composés à double cible combinant plusieurs médicaments anti-cancéreux. Un seul composé,c'est-à-dire un dérivé ATRi, a montré une efficacité supérieure en association avec un rayonnement dans des cellules surexprimant CAIX par rapport aux cellules dépourvues d'expression CAIX.Le chapitre 5 décrit la conception et la synthèse de divers dérivés de nitroimidazole bio-réductibles,des agents alkylants de moutarde d'azote et des dérivés de N-oxyde combinés avec une fraction inhibitrice de l'anhydrase carbonique IX. Tous ces composés présentent des profils d'inhibition faibles à modérés vers plusieurs isoformes CA testées. Nous avons observé que différentes substitutions et liens dans la même famille de composés influencent la capacité de liaison à CAIX.Pour élargir notre étude sur les médicaments bio-réductibles, le chapitre 6 décrit la conception et la synthèse de 2, 5-nitroimdazole et moutarde d'azote combinées avec des inhibiteurs de l'anhydrase carbonique IX par un agent de liaison de carbamate. Le dérivé 2-nitroimidazole 1b a révélé une cytotoxicité dans les lignées cellulaires HT29 et HCT116 et pourrait être expliqué par le potentiel de réduction des 2-nitroimidazoles par rapport aux 5-nitroimidazoles, car nos résultats n'ont montré aucune cytotoxicité des dérivés du 5-nitroimidazole. Nos futures études visent à optimiser l'efficacité radiosensibilisante de 2b et 2c explorent davantage les propriétés cytotoxiques de 1b.En conclusion, cette thèse a montré que le double nitroimidazole cible combiné à la CAIXi augmente l'efficacité des modalités de traitement standard telles que la chimiothérapie et la radiothérapie. Le ciblage de la CAIX avec la combinaison de médicaments cytotoxiques continue d'être une approche intéressante pour les tumeurs hypoxiques cibles à l'avenir. Les médicaments bio-réductibles avec des potentiels de réduction plus élevés serviraient d'agents cytotoxiques potentiels aux tumeurs hypoxiques, ce qui réduirait la toxicité tissulaire normale. / Hypoxia is a salient feature in many solid tumors and arises due to an inadequate and immature vascular supply resulting in a decreased delivery of oxygen and nutrients. These hypoxic regions show resistance towards conventional treatment modalities such as radio- and chemotherapy and are associated with poor survival. Under hypoxic conditions HIF-1α enhances the expression of many target genes, one of them being carbonic anhydrase IX (CAIX).CAIX is a transmembrane enzyme, which is involved in reversible hydration of carbon dioxide to bicarbonate and a proton.The aim of this thesis was to target CAIX using various dual target drugs combined with radiosensitizers, cytotoxic drugs and bio-reducible drugs.In this thesis several CAIX targeting approaches have been investigated.Since nitroimidazoles are good hypoxic cell sensitizers,we have designed several dual target compounds existing out of a combination of a nitroimidazole and a carbonic anhydrase IX inhibitory moiety (Chapter 3). It has been shown that extracellular acidity limits the uptake of weak basic chemotherapeutic drugs, such as doxorubicin, and thereby decreases its efficacy. We hypothesized that combining these nitroimidazole moieties with a sulfonamide/sulfamide/sulfamate to target CAIX results in a decrease in extracellular acidosis and sensitizes hypoxic tumors to chemo- and radiotherapy. Previously, our group has shown that the sulfamide-based derivative 7 enhanced the therapeutic efficacy of irradiation in a CAIX dependent manner with a sensitization enhancement ratio of 1.50,which is higher than several clinically tested radiosensitizers such as misonidazole and nimorazole. Chemosensitization efficacy was observed upon combination of 7 with doxorubicin in HT29 tumor-bearing mice (Chapter 3).A similar dual target approach may be exploitable to deliver cytotoxic drugs towards CAIX expressing cells, resulting in a specific tumor targeted delivery and consequently reduced normal tissue toxicity. Chapter 4 describes the design and synthesis of new series of dual target compounds combining several anti-cancer drugs, Only one compound, i.e. an ATRi derivative, showed a higher efficacy in combination with radiation in CAIX overexpressing cells as compared to cells lacking CAIX expression.Chapter 5 describes the design and synthesis of various bio-reducible nitroimidazole derivatives, nitrogen mustard alkylating agents and N-oxide derivatives combined with a carbonic anhydrase IX inhibiting moiety. All these compounds showed weak to moderate inhibition profiles towards several tested CA isoforms. We have observed that different substitutions and linkers within the same family of compounds influence the binding capacity to CAIX. For example derivatives 17 and 20 belong to same family, but have a different linker and substitution of the aromatic ring, leading to a different binding capacity towards CAIX.To expand our study on bio-reducible drugs, Chapter 6 describes the design and synthesis of 2-, 5-nitroimdazole and nitrogen mustards combined with carbonic anhydrase IX inhibitors by a carbamate linker. The 2-nitroimidazole derivative 1b revealed cytotoxicity in HT29 and HCT116 cell lines and might be explain by the higher reduction potential of 2-nitroimidazoles compared to 5-nitroimidazoles, since our results did show no cytotoxicity of the 5-nitroimidazole derivatives. Our future studies aim to optimize the radiosensitizing efficacy of 2b and 2c and further explore the cytotoxic properties of 1b.In conclusion, this thesis showed that the dual target nitroimidazole combined with CAIXi increases the efficacy of standard treatment modalities such as chemo and radiotherapy. Targeting CAIX with combination of cytotoxic drugs continues to be an interesting approach to target hypoxic tumors in future. Bio-reducible drugs with higher reduction potentials would serve as potential cytotoxic agents to hypoxic tumors thereby decreasing the normal tissue toxicity.

Les anhydrases carboniques (CAs, EC4.2.1.1) sont une famille ubiquitaire de métalloenzymes à zinc. Ces enzymes catalysent la réaction réversible d'hydratation du dioxyde de carbone en bicarbonate avec la formation d'un proton. Elles jouent ainsi un important rôle dans de nombreux processus physiologiques tels que la respiration, le transport des ions entre les tissus, l´homéostasie et la régulation du pH. Chez l'homme, seize isoformes différents ont été décrits et certains d'entre eux sont impliqués dans divers troubles pathologiques comme le cancer avec les isoformes CA IX et CA XII. Par ailleurs, des deux enzymes, la CA IX est non seulement l'isoforme le plus actif pour la réaction précédemment décrite mais, elle est aussi la plus largement exprimée dans les tumeurs sous hypoxie (carcinome du sein, du colon…). Grâce à son rôle dans l'acidification du microenvironnement tumoral, la CA IX est associée au phénomène de métastases. Il a été démontré que l'inhibition de son activité catalytique permet de réduire non seulement la croissance et la prolifération tumorale mais aussi la résistance de ces tumeurs aux traitements anticancéreux conventionnels. Dans le cadre d'une approche pharmacologique, cette inhibition se fait via des petites molécules possédant en leur sein une fonction liant l'atome de zinc du site actif de l'enzyme. Dans ce manuscrit, nous avons décrit la synthèse de glycoinhibiteurs insaturés inédits à travers le développement d'une nouvelle méthodologie de synthèse, la sulfamidoglycosylation, basée sur le réarrangement de Ferrier puis le développement d'une nouvelle fonction liant l'atome de zinc, l'hydroxylamine-O-sulfonamide, qui a ensuite servi pour la synthèse d'autres glycoinhibiteurs insaturés par sulfonamidoglycosylation. Ces composés ont montré des activités inhibitrices de l'ordre du nanomolaire sur la CA IX et la CA XII. / The carbonic anhydrases (CAs, EC 4.2.1.1) are ubiquitous zinc enzymes. These enzymes catalyse the reversible hydration reaction of carbon dioxide to bicarbonate, releasing a proton in the process. The enzymes are thus key players in numerous physiological processes such as respiration, ion transport between tissues, homeostasis and pH regulation. In humans, sixteen different isoforms have been described and some of them are involved in diverses pathological conditions such as the CA IX and CA XII isoforms in cancer. Furthermore, from the two enzymes, CA IX is not only the most active isoform for the previously described reaction, but also the most widely expressed under hypoxia in hypoxic tumors (breast carcinoma, colon ...). Through its role in the acidification of the tumoral microenvironment, the CA IX is associated with metastases. It has been demonstrated that inhibition of its catalytic activity reduces not only the tumoral growth and proliferation, but also the resistance of these tumors to conventional cancer treatments. As part of a pharmacological approach, the known inhibitors are small molecules bearing a zinc binding function. In this manuscript, we described the synthesis of novel unsaturated glycoinhibitors through the development of a new synthetic methodology, the sulfamidoglycosylation based on the Ferrier rearrangement, and the development of a new zinc binding function, the hydroxylamine-O-sulfonamide which was then used for the synthesis of other unsaturated glycoinhibitors by sulfonamidoglycosylation. These compounds showed nanomolar inhibitory activities against the CA IX and CA XII.

Le processus de calcification chez Corallium rubrum conduit à la formation de deux structures squelettiques composées de CaCO3, l’axe squelettique et les sclérites, de taille et de forme différentes. Comme chez de nombreuses espèces calcifiantes, la calcification se fait sous contrôle biologique impliquant notamment des enzymes et des transporteurs ioniques. Une question centrale est d’identifier les mécanismes communs ou propres à chaque espèce qui sous-tendent leur convergence fonctionnelle envers ce processus. Deux approches ont été utilisées pour caractériser ces mécanismes chez C. rubrum: 1) Une approche physiologique avec le développement d’une technique de culture de microcolonies sur lamelles permettant d’observer différents stades de calcification, et de mesurer le pH aux sites de calcification par imagerie confocale ; 2) Une approche moléculaire afin de caractériser une famille d’enzymes, les anhydrases carboniques (ACs), qui jouent un rôle clef dans la calcification.Nous avons réalisé une cartographie du pH en effectuant des mesures dans différents compartiments intra- et extracellulaires. Nos résultats montrent notamment que le pH aux sites de calcification est supérieur à celui du milieu circulant dans les canaux gastrodermiques et non à celui l’eau de mer. Les mesures d’expression différentielle des ACs dans différents tissus mettent en évidence une isozyme préférentiellement exprimée dans les cellules calcifiantes.Ces résultats intégrés dans un contexte de calcification comparée pointent sur la convergence fonctionnelle des ACs et de la régulation du pH par les cellules calcifiantes, tout en soulignant des divergences évolutives. / The calcification process in Corallium rubrum leads to the formation of two skeletal structures made of calcium carbonate, the skeletal axis and sclerites, of different size and shape. As in many calcifying species, calcification occurs under a biological control that involves enzymes and ion transporters. A central issue is to determine the common and the species-specific mechanisms of calcification in order to identify functional convergences in this process. Two approaches were used to characterize these mechanisms in C. rubrum: 1) A physiological approach involving the development of a microcolony culture technique on glass coverslips, allowing the observation of the different stages of calcification, and the measurement of pH at the sites of calcification by the use of confocal microscopy; 2) A molecular approach to characterize an enzyme family, the carbonic anhydrases, which play a key role in calcification.We performed pH mapping by making measurements in different intra- and extracellular compartments. Our results show higher pH values at the sites of calcification compared with the fluid circulating in the gastrodermal canals, but not with the seawater surrounding the microcolony. Measurements of differential expression of carbonic anhydrases in different tissue fractions highlight an isozyme preferentially expressed in the calcifying cells.Within comparative calcification perspectives, these results point towards the functional convergence of carbonic anhydrases and pH regulation by the calcifying cells, while highlighting evolutionary divergences.

Les anhydrases carboniques (AC) sont des enzymes qui catalysent les réactions d'hydratation du CO2 et d'hydrolyse de l’OCS. L’AC présente dans les plantes et les microorganismes du sol influence le bilan atmosphérique d'OCS ainsi que celui du CO18O car les isotopes de l’oxygène sont échangés avec ceux des pools d'eau pendant l'hydratation duCO2. L’utilisation de l’OCS et du CO18O comme traceurs du cycle du C global ouvre une nouvelle voie pour estimer les contributions de la photosynthèse et de la respiration à grande échelle. Ceci requiert néanmoins une meilleure compréhension des facteurs contrôlant l'activité de l’AC des sols. Nous avons étudié le rôle du pH du sol et des communautés microbiennes sur l'activité de l’AC. Nous avons testé l’hypothèse que l'activité de l’AC serait (H1) inhibée dans les sols acides, et que (H2) les échanges isotopiques CO2-H2O seraient réduits dans les sols alcalins. Nous avons également présumé que l'activité de l’AC serait (H3) positivement corrélée à l'abondance des microorganismes phototrophes, et que (H4) la structure des communautés affecterait différemment les flux de CO18O et d’OCS. Nos résultats valident H1 et H2. Ils montrent aussi que les flux de CO2 dans le sol et l'activité d’AC associée sont positivement corrélés à l'abondance des microorganismes phototrophes (H3), tandis que le dépôt d'OCS dans les sols dépend de l'abondance des champignons (H4). Ces résultats sont en cours d’intégration dans un modèle de l'activité de l’AC des sols mondiaux, ce qui permettra une estimation robuste des flux globaux de photosynthèse et de respiration à partir de bilans atmosphériques de COS et CO18O. / Carbonic anhydrases (CA) are a group of enzymes that catalyse CO2 hydration and OCS hydrolysis. The presence of CA in plants and soil microorganisms is responsible for the largest atmosphere-biosphere exchange of OCS but also CO18O, because oxygen isotopes are exchanged with soil and plant water pools during CO2 hydration. Consequently, CO18O and OCS atmospheric mixing ratios have been proposed as complementary tracers of the global C cycle that could open avenues to estimate the contribution of photosynthesis and respiration at global scales. However, a mechanistic understanding of the drivers of CA activity is required. We investigated the role of soil pH and microbial community on soil CA activity. We hypothesised that CA activity should be(H1) inhibited in acidic soils but that (H2) the associated CO2-H2O exchange would also be reduced in alkaline soils. We further assumed that (H3) soil CA activity would be enhanced by an increase in soil phototrophs abundance, but that (H4) soil community structure would affect differently CO18O and OCS fluxes. Our results confirmed H1 and H2. We also confirmed that soil CO2 fluxes and the associated CA activity were positively correlated with phototrophic communities abundance (H3), while soil OCS uptake and the associated CA activity seemed driven by fungal abundance (H4). These findings are now being incorporated into a model of soil CA activity worldwide that will allow robust estimates of photosynthesis and respiration at large scales from the atmospheric budgets of OCS and CO18O.