La compréhension et l'exploitation des processus biologiques, tels que la symbiose fixatrice d'azote (plante-bactéries) et la symbiose endomycorhizienne à arbuscules (plante-champignons), représentent un intérêt agronomique et écologique majeur. Les lipo-chitooligosaccharides (LCO) jouent un rôle essentiel dans la mise en place de ces deux symbioses. Il est donc important de mieux comprendre les mécanismes induits par ces molécules signal, et notamment l’interaction avec leur récepteur dans les plantes-hôtes.Les synthèses chimiques de ces molécules sont souvent longues, difficiles et les rendements finaux sont très faibles. Il est intéressant de s'intéresser à l'obtention d'analogues biologiquement actifs dont la synthèse serait plus efficace. Différents travaux ont montré qu'un cycle triazole pouvait être un bon mime d'une unité saccharidique. De plus, des travaux de modélisation des interactions protéine-ligand ont permis de supposer que l'unité II d'un LCO-IV pourrait avoir un rôle moins important dans la liaison avec le récepteur. Le but du projet a donc été de réaliser la synthèse de ces analogues de LCO-IV dont l'unité II est remplacée par un lien triazole.La stratégie développée a nécessité la synthèse de deux briques moléculaires, un monosaccharide propargylé en position 4 et un disaccharide comportant un azoture en position anomère. Grâce à la mise au point des différentes étapes de synthèse, ces deux briques ont pu être obtenues avec de bons rendements. La cycloaddition [3+2] catalysée au cuivre a permis d'obtenir le triazole souhaité et les premiers analogues de tétrasaccharides de manière efficace. L'utilisation préalable de protections adéquates a permis d'introduire la diversité moléculaire souhaitée, une fonction sulfate sur la position 6 de l'unité réductrice et différentes chaînes carbonées lipophiles sur l'amine de l'unité non-réductrice. Quatre analogues de LCO ont été obtenus avec de très bons rendements. Les tests de compétitions, effectués sur ces analogues, n'ont montré aucune affinité pour le récepteur. Une approche synthétique de nouveaux analogues par une C-glycosylation a alors été proposée. / Understanding and exploitation of biological processes, such as symbiotic nitrogen fixation (plant-bacteria) and arbuscular endomycorrhizal symbiosis (plant-fungi), represent important agricultural, ecological and societal interest. The lipo-chitooligosaccharides (LCO) play an essential role in the implementation of these symbioses, it is then important to better understand the mechanisms induced by these signaling molecules, and especially the interaction with host-plant receptors.The chemical syntheses of these molecules are often long, difficult and the final yields are very low, so it could be interesting to obtain biological active analogs more efficiently. Various studies have already shown that a triazole unit could be a saccharide mimic. Furthermore, modelling studies of protein-ligand interactions showed that the monosaccharidic unit II of a LCO-IV could have a less important role in the interaction with the receptor. The project aimed to synthesize these LCO-IV analogs in which unit II was replaced by a triazole link.The strategy was directed towards the synthesis of two glycostructures, a monosaccharide propargylated at C-4 position and a disaccharide with an azide at anomeric position. Various synthetic steps were performed to have access to these two intermediates in good yields. Copper-catalyzed [3+2] cycloaddition gave efficiently the desired triazole unit of tetrasaccharidic analogs. The prior use of adequate protections finally allowed to introduce the desired molecular diversity, a sulphate function at C-6 position of the reducing unit and different lipophilic carbon chains on the amine of the non-reducing unit, and thus to obtain four LCO analogs with very good yields. Competition tests performed on these analogs have shown no affinity for the receptor. A synthetic approach of novel analogs using a C-glycosylation step was then proposed.

Les leishmanioses sont un ensemble de maladies causées par un parasite du genre Leishmania. L'augmentation des résistances aux traitements actuellement disponibles conduit à la nécessité de développer de nouvelles molécules antileishmaniennes. La GDP-MP, une enzyme indispensable à la virulence du parasite a été choisie comme cible thérapeutique. Dans la première partie de ce travail, des modèles de GDP-MP de L. donovani et de H. sapiens ont été construits par modélisation moléculaire en utilisant la construction par homologie de séquence puis la relaxation par dynamique moléculaire. La conception d'inhibiteurs assistée par l'évaluation par amarrage moléculaire de ces molécules a conduit à l'identification de nombreuses molécules potentiellement inhibitrices de la GDP-MP. Parmi ces molécules identifiées, certaines sont des analogues de GDP-Mannose présentant différents motifs de remplacement pour le pont pyrophosphate ainsi que pour la guanosine. Une autre classe de composés sont les analogues de GDP portant un motif bisphosphoré. Une étude méthodologique portant sur l'obtention de conjugués 1,4-triazoles par CuAAC sur des analogues de guanosine a été conduite, et a mis en évidence, l'efficacité de l'utilisation de nanoparticules de cuivre (I) formées in situ par réduction du sulfate de cuivre en solution aqueuse par de l'hydrate d'hydrazine pour la synthèse de ces composés. Cette méthode, en association avec la chimie des H-phosphonates, a permis, l'accès à une librairie de dérivés de GDP-Mannose. De cette manière, des analogues de guanosine et de quinoléines diversement substituées ont été synthétisés. Les composés obtenus ont été évalués sur les GDP-MP recombinantes ainsi que sur cultures de parasites. Certains des composés bisphosphonates présentent à la fois une bonne inhibition de la GDP-MP et une bonne activité antiparasitaire. Les expériences futures de cristallographie des protéines permettront d'élucider le mode de fixation de ces composés et d'orienter les pharmacomodulations futures des inhibiteurs identifiés. / Leishmaniasis is a set of disease caused by a parasite of the genus Leishmania. The increased resistance to currently available treatments led to the need to develop new antileishmanial compounds. GDP-MP, an enzyme essential for the virulence of the parasite was chosen as a therapeutic target. In the first part of this work, GDP-MP models L. donovani and H. sapiens were constructed by molecular modeling using the method of sequence homology and molecular dynamics relaxation. The evaluation of inhibitors by molecular docking has led to the identification of many potential inhibitors of GDP-MP. Among these molecules identified, some are GDP-Mannose analogs having different substitution patterns for the pyrophosphate bridge and for guanosine. Another class of compounds is the analogues of GDP wearing bisphosphorus moiety. A methodological study for the synthesis of guanosine conjugated 1,4-triazoles analogs by CuAAC was conducted and showed the effectiveness of the use of copper nanoparticles (I), formed in situ by reduction of copper sulfate in aqueous solution of hydrazine hydrate, for the synthesis of these compounds. This method in combination with the H-phosphonate chemistry, has allowed access to a library of derivatives of GDP-Mannose. In this way, guanosine analogs, and variously substituted quinolines were synthesized. The obtained compounds were evaluated on the recombinant GDP-MP as well as parasite cultures. Some bisphosphonate compounds have both a good inhibition of the GDP-MP and good antiparasitic activity. Future experiments of protein crystallography will elucidate the mode of binding of these compounds and will determine future pharmacomodulations on the identified inhibitors.

In der vorliegenden Dissertation wurden mittels kontrolliert radikalischer Polymerisationstechniken alkinhaltige Blockcopolymere synthetisiert. In effizienten Cu(I)-katalyisierten 1,3-dipolaren Cycloadditionen (Click-Chemie) wurde diese modifiziert. Insbesondere durch die Addition dendritischer Verbindungen gelang die Darstellung nanosopischer Objekte. Darüber hinaus konnten dünne Filme phasenseparierten Blockcopolymere selektiv und ortsaufgelöst funktionalisiert werden. Die Arbeit liefert somit Beiträge zur Entwicklung neuartiger Nanomaterialien sowie ihrer Modifizierung.

Le développement de réactions chimiques compatibles avec les milieux biologiques est un défi scientifique de taille. Les outils dont actuellement disponibles pour le marquage spécifique d’entités biologiques se sont multipliés pendant cette dernière décennie. Parmi les réactions vedettes du domaine, on trouve les réactions de Diels-Alder entre alcènes tendus et tétrazines ou encore les cycloadditions entre les cycloalcynes et les azotures (SPAAC). En revanche, les réactions de clivage bioorthogonal ont retenu une attention plus faible de la part de la communauté scientifique. Récemment notre groupe a identifié une réaction bioorthogonale entre une iminosydnone et un cycloalcyne permettant d’effectuer simultanément le clivage d’un composé et la ligation de deux entités. Ces travaux de thèse ont été entièrement dirigés vers cette nouvelle réactivité.En premier lieu, nous avons étudié la synthèse et la fonctionnalisation du partenaire iminosydnone dans le but d’obtenir une librairie de composés pour l’étude de la cinétique de la réaction de click & release avec les cycloalcynes. Dans un second temps, nous avons utilisé les outils synthétiques développés pour concevoir des sondes iminosydnones à double exaltation de fluorescence. Cela a marqué l’entrée de ces composés dans le contexte de la chimie bioorthogonale puisque la sonde la plus prometteuse a été utilisée sur des cellules vivantes.Enfin, la capacité des iminosydnones à être clivées par les cycloalcynes a été exploitée sous la forme d’espaceurs clivables dans deux applications. Nous avons tout d’abord conçu des outils pour le target-fishing. Les sondes obtenues ont permis l’immobilisation de protéines sur un support solide. La libération du support des protéines a pu être effectuée de manière quantitative tout en leur apposant une étiquette fluorescente. Le second objet exploitant les propriétés d’espaceurs clivables des iminosydnones est un ADC. Celui en développement dans cette thèse est destiné à traiter les infections bactériennes, cible atteignable uniquement en employant un espaceur clivable par un agent exogène. / The development of chemical reactions compatible with the biological medium is a major challenge. The availability of chemical tools for the specific labeling of biological entities increased dramatically during the last decade. The Diels-Alder reactions between tetrazines and strained alkenes or the Strained Promoted Azide Alkyne Cycloaddition (SPAAC) are among the most popular reactions for bioorthogonal ligations. On the other hand, moderate attention was given to bioorthogonal cleavage reactions. Recently our group identified a new bioorthogonal reaction between an iminosydnone and a cycloalkyne, enabling a cleavage and the ligation of two partners at the same time.The first aim of this PhD thesis was to study the synthesis and functionalisation of the iminosydnone partner. With the large library of compounds in our hands, we could study the kinetic properties of the click & release reaction.Next, using this transformation, we synthesized double fluorogenic iminosydnone probes. The most promising probe was then used on living cells, underlining the bioorthogonality of the reaction.Finally, we took advantage of the iminosydnone properties to use them as cleavable linkers in two applications. The first field we explored was target-fishing. The tools we developped allowed protein immobilization on a solid support. The quantitative release from the support of labeled proteins was achieved using the click & release reaction. The second object using iminosydnones as cleavable linkers we considered was an ADC. The one developped in this PhD thesis is aimed at bacteria. For treatment with ADCs, this target can only be reached using a linker cleavable with an external agent.

Des études phytochimiques dediverses espèces du genre Macaranga ontconduit à la découverte d’une familleintéressante de stilbènes prénylés nommésschweinfurthines (SWs). Le NCI (NationalCancer Institute) a évalué l’activité cytotoxiquede ces composés sur un panel de 60 lignéescellulaires cancéreuses : ces composésprésentent de très bonnes activités cytotoxiquessur certaines de ces lignées. De plus, leur profild’activité original suggère que ces composésagissent selon un nouveau mécanisme d’action,encore inconnu. Ainsi, ce projet de thèse a pourbut d’éclaircir ce mécanisme par identificationdes protéines cibles ainsi que des voies designalisations impliquées. Pour cela l’obtentiond’une grande quantité de SWs était nécessaire.Dans un premier temps, l'espèce vietnamienneMacaranga tanarius a été sélectionnée par uneapproche utilisant les réseaux moléculaires. Sonétude phytochimique a conduit à l’isolement denouveaux analogues et de SWs d’intérêt àl'échelle du gramme, permettant de réaliser dansun second temps des modifications chimiquesciblées. Une fonction alcyne a, par exemple, étéintroduite sur la SW G sans altérer son profild’activité. La présence de cette fonction aensuite permis le couplage de la SW avec unfluorophore et une biotine par chimie click incellulo. Des études de localisation intracellulaireet d’identification d’un partenaire protéique ontensuite été réalisées. En parallèle de ces travaux,l’interaction entre les SWs et la protéine OSBP(Oxysterol-binding protein), décrite commeétant une cible potentielle des SWs a égalementété investiguée. / Phytochemical studies fromMacaranga species led to the discovery of aninteresting family of prenylated stilbenesnamed schweinfurthins (SWs). The NCI(National Cancer Institute) evaluated thesemolecules on a panel of 60 human cancer cells:studying these molecules is of great interestbecause they display promisingantiproliferative activities for specific tumorderivedcell lines. Furthermore, theiruncommon activity profile suggests that itimplements a new mechanism of action. Ourproject aims to decipher this mechanism byfinding the targeted protein(s) and thesignalling pathway involved. For that purpose,a large amount of these natural stilbenes wasrequired. First, a vietnamese plant has beenselected using molecular networking approachto ensure the presence of these molecules.Then, a phytochemical study on a large scaleled to the isolation of the compounds of interest(several grams) and new analogues. An alkynemoiety has been introduced on one of thesemolecules by a selective chemical modificationwithout any loss of the specific cytotoxicprofile. This alkyne function allowed the incellulo click reaction between a fluorescentprobe or a biotin. Thus, studies of intracellularlocalization and protein identification havebeen achieved. Concurrently, interactionbetween SWs and Oxysterol-binding protein(OSBP), a previously described target of thesecompounds, has been studied.

Natural compounds have been the primary resource used to produce polymeric materials by humankind since the mid-1900s. Yet, progress in bio-based polymers from renewable feedstock has encountered some obstacles, mainly due to the low prices of petroleum-based monomers, compared to natural and sustainable materials. However, most commodity plastics are non-degradable materials, and solid plastic waste accumulation adversely affects the environment. As the world population is growing and demanding chemicals, energy, and plastics materials, polymer research is focusing on synthesizing bio-based and degradable polymers. Thus, biomass, a sustainable and inexpensive feedstock, is highly appropriate for designing alternative thermoplastics that are degradable to reduce the current environmental issues. In this dissertation, three different approaches were used to afford alternative thermoplastics to petroleum‐based commodities: bio-based poly(ether-amide)s, random aromatic copolyesters, and copoly(acetal triazole)s. In our first approach, two new lignin‐derived poly(ether‐amide)s (PEA)s were prepared. Their thermal properties showed high degradation temperature (Td) ranging from 330 °C to 380 °C, and glass transition temperature (Tg) between 100 °C and 120 °C. The chemical degradation studies revealed that the PEAs were degradable in 4 M H2SO4, HNO3, and TFA in 3 days. The second polymer group synthesized were semicrystalline bio-based aromatic copolyesters with tunable thermal properties. The thermal analysis of these copolyesters revealed high Td (413 °C to 446 °C) and Tg and Tm ranging from –36 °C to 67 °C and 60 °C to 267 °C, respectively. Their crystallization behavior showed a dependence on the comonomer composition, exhibiting a pseudo-eutectic region. Finally, furfural- and benzaldehyde-based copoly(acetal triazole)s (Td range 280–340 °C) were prepared by click polymerization at room temperature. Preliminary results showed that furfural-based copoly(acetal triazole)s were susceptible to hydrolytic degradation under neutral conditions after only 8 days at 40 °C. Overall, degradable and bio-based polymers were successfully synthesized as a potential thermoplastic alternative for packaging applications.

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Oligosaccharides play very crucial biological roles in the human body. They are structurally diverse and very challenging to analyze. In an attempt to contribute towards the analysis of oligosaccharides in the growing filed of 'Glycomics', we explored different ways to make novel efficient oligosaccharide tags to label N -linked oligosaccharides from glycoproteins. We synthesized and characterized various oligosaccharide tags which are useful to analyze the oligosaccharide by mass spectrometry, HPLC, and bioaffinity. In these tags we incorporated ar UV/fluorescent core, a biotin moiety and an amino/azido/alkyne terminus. We varied the structures of the tags for improved solubility in common organic solvents. These tags were used to label standard oligosaccharides, and the labeling efficiency was evaluated.

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