La vigne a une importance économique majeure au niveau mondial. La plupart des vignobles sont greffés et comportent une variété (cépage, Vitis vinifera) greffée sur des porte-greffes de Vitis sauvages (hybrides de V. berlandieri, V. riparia et V. rupestris). Le potentiel qualitatif du raisin à la vendange dépend d’un équilibre subtil entre teneur en sucres, acidité, concentration en polyphénols et en précurseurs d’arômes. Les mécanismes contrôlant l’équilibre sucres/acides/polyphénols sont influencés par différentes contraintes abiotiques auxquelles la vigne est soumise, en particulier l’azote, en interaction avec le matériel végétal (cépage et porte-greffe). Des travaux antérieurs suggèrent par ailleurs qu’une partie des effets de la contrainte hydrique sont en fait liés à une carence azotée entraînée indirectement par la diminution d’absorption d’eau. Le système racinaire (porte-greffe) joue un rôle important dans l’absorption, la réduction, le transport et le stockage de l’azote, et dans l’équilibre hydrique de la plante. Dans ce contexte, nous avons étudié les mécanismes impliqués dans la régulation de la synthèse des flavonoïdes des baies en réponse à la nutrition azotée, à la nature du porte-greffe et du greffon. Des plants des cépages Cabernet Sauvignon et Pinot Noir cultivés soit en pots en conditions semi-contrôlées soit au vignoble ont été soumis à des niveaux d’alimentation azotée différents. Les analyses agronomiques ont permis de confirmer une augmentation des teneurs en azote des différents organes de la plante (limbes, pétioles et baies) ainsi qu’une augmentation de la surface foliaire et de la masse des bois de taille sous l’effet du traitement azoté. Les analyses métabolomiques des pellicules de baies révèlent une accumulation de métabolites secondaires dont la nature diffère en fonction des différentes combinaisons porte-greffe/greffon. De plus, une augmentation de la synthèse d’anthocyanes et des flavonols a été observée dans les pellicules de baies en réponse à la diminution de la nutrition azotée. L’apport azoté se traduit aussi par une augmentation du degré de polymérisation moyen des tannins, alors que les teneurs en flavan-3-ols et procyanidines des pépins et des pellicules ne sont pas affectées par les différents apports azotés. Les analyses transcriptomiques globales (génome complet) et ciblées (qPCR) ont mis en évidence des modifications des transcrits de gènes liés au métabolisme des flavonoïdes en réponse à la nutrition azotée. La variation de l’apport azoté influence également l’expression des gènes régulateurs positifs (facteurs de transcription de type MYB) et négatifs (protéine de type Lateral organ Boundary Domain (LBD)) des gènes de la biosynthèse des flavonoïdes chez la vigne. / Grapevine has a major economic importance worldwide. Most vineyards are grafted and include a variety (Vitis vinifera) grafted over a wild Vitis rootstock (hybrids of V. berlandieri, riparia and rupestris). Grape berry quality at harvest depends on a subtle balance between acidity and the concentrations of sugars, polyphenols and precursors of aroma compounds. The mechanisms controlling the balance of sugars/acids/polyphenols are influenced by the abiotic environment, in particular nitrogen supply, and interact with the genotypes of both the scion variety and the rootstock. Previous work suggests that some of the effects of water stress are in fact linked to a nitrogen deficiency driven indirectly by the reduction of water absorption. The root system (i.e rootstock) plays an important role in the uptake, reduction, transport and storage of nitrogen, and the water balance of the plant. In this context, we studied the mechanisms involved in the regulation of the synthesis of flavonoids in berries in response to nitrogen nutrition with different scion/rootstock combinations. Two varieties (Cabernet Sauvignon and Pinot Noir) were subjected to different nitrogen supplies in two experimental systems, in pots under semi-controlled conditions and in a vineyard. Agronomic analysis confirmed that high nitrogen supply increased the nitrogen content of different organs (leaf blades, petioles and berries) as well as leaf surface area and cane pruning weight. Metabolomic analyses of berry skins revealed an accumulation of secondary metabolites whose nature depended on the different rootstock/scion combinations studied. In addition, an increase in the synthesis of anthocyanins and flavonols was observed in the berry skins in response to the decrease in nitrogen nutrition. High nitrogen supply also increased the average degree of polymerization of tannins, while the contents of flavan-3-ols and procyanidins in the seeds and skins of the berries were not affected. Global transcriptome (using RNA sequencing) and targeted (qPCR) analyses showed changes in the abundance of transcripts of genes related to the metabolism of flavonoids in response to nitrogen status. Nitrogen supply also influenced the transcript amounts of positive (MYB) and negative (Lateral Boundary Organ Domain) transcription factors controlling of the biosynthesis of flavonoids.

Ce travail a consisté, dans un premier temps, à extraire et à identifier les flavonoïdes majeurs contenus dans les feuilles de Nitraria retusa et à évaluer leurs activités biologiques. Quatre flavonoïdes ont été identifiés dans les extraits et les fractions obtenus : l’isorhamnétine, l’isorhamnétine-3-O-glucoside et les deux isomères isorhamnétine-3-O-rutinoside et isorhamnétine-3-O-robinobioside. L’étude des activités biologiques des extraits et des fractions de N. retusa a permis d’établir une relation linéaire entre leur teneur en flavonoïdes et leurs activités antioxydantes et antiprolifératives, les milieux les plus riches présentant les activités les plus importantes. Ces activités dépendent également de la nature des flavonoïdes présents ; ainsi, la très forte activité d’inhibition de la xanthine oxydase relevée pour la fraction au chloroforme et sa grande capacité à piéger le radical DPPH ont été attribuées à sa teneur élevée en isorhamnétine, flavonoïde aglycone présentant une grande analogie structurale avec la quercétine, molécule bien connue pour ses activités antioxydantes. Dans un deuxième temps, l’acylation enzymatique de l’isoquercitrine, flavonoïde modèle, et de l’isorhamnétine-3-O-glucoside a été étudiée pour tenter d’améliorer leurs propriétés. L’acylation enzymatique de l’isoquercitrine par des esters éthyliques d’acides gras de différentes longueurs de chaîne, catalysée par la lipase B de Candida antarctica, a montré que les performances de la réaction sont inversement proportionnelles à la longueur de la chaîne du donneur d’acyle. Des résultats similaires ont été obtenus lors de l’acylation de l’isorhamnétine-3-O-glucoside. Les activités des esters d’isoquercitrine et d’isorhamnétine-3-O-glucoside ont été évaluées et comparées à celles des flavonoïdes non acylés. Les esters ont montré des activités antiprolifératives vis-à-vis de cellules Caco2 et d’inhibition de la xanthine oxydase plus importantes que celles des molécules d’origine. Finalement, ce travail a permis d’apporter des éléments de compréhension de la relation structure-activité de flavonoïdes et de leurs dérivés acylés / The present work firstly consisted in studying the extraction and the identification of major flavonoids contained in Nitraria retusa leaves and evaluating their biological activities. Four flavonoids were identified in extracts and fractions: isorhamnetin, isorhamnetin-3-O-glucoside and the two isomers isorhamnetin-3-O-rutinoside and isorhamnetin-3-O-robinobioside. The evaluation of the biological activities of extracts and fractions of N. retusa allowed to establish a linear relationship between their antioxidant and antiproliferative activities and their total flavonoids content, the most enriched exhibiting the highest activities. The nature of the flavonoids present in the extracts and fractions was shown to be important too. Thus, the strong xanthine oxidase inhibition activity and the high DPPH radical scavenging capacity observed for the chloroform fraction can be attributed to its high content in the aglycone flavonoid isorhamnetin, a structural analogue of quercetin which is well known for its antioxidant activities. In a second part, the enzymatic acylation of isoquercitrin as a model compound and isorhamnetin-3-O-glucoside was studied in order to improve their properties. The enzymatic acylation of isoquercitrin by fatty acid ethyl esters of different chain lengths, catalyzed by the lipase B of Candida antarctica, showed that the performance of the reaction is inversely proportional to the acyl donor chain length. Similar results were obtained when acylating the isorhamnetin-3-O-glucoside. The activities of isoquercitrin and isorhamnetin-3-O-glucoside esters were determined and compared to that of initial flavonoids. Esters exhibited higher antiproliferative towards Caco2 cells and xanthine oxidase inhibition activities than original compounds. Finally, this work led to a better understanding of the structure-activity relationship of flavonoids and their acylated derivatives

Ce travail de recherche est centré sur la valorisation de deux Euphorbiacées : Ricinus communis et Jatropha curcas. La première est une espèce autochtone connue comme plante dont l’huile des graines est utilisée pour ses vertus cosmétiques quant à la deuxième, c’est une espèce allochtone récemment introduite à titre expérimental en Tunisie et connue comme plante bioénergetique. Pour le ricin huit populations Tunisiennes ont été étudiées: Riadh Andalous, Nefza, Béja, Nabeul, Hammamet, Bouficha, Khanguet Hajej et Aouled Amer. Quant au jatropha, le matériel végétal est récolté dans la station expérimentale de Nabeul (Tunisie). Il s’agit de huit populations qui proviennent d’Arusha en Tanzanie, de Mozambique, de Suriname et de Brésil à partir de cinq provenances à savoir : Paranà, Norte de Minas, Mato Grosso, Regiao sudeste et Vale do Jequitinhonha. Le travail comprend une première partie consacrée à une étude bibliographique. Une deuxième partie est consacrée aux matériels et méthodes utilisés et une dernière partie qui montre l’ensemble des résultats obtenues. Ainsi, les résultats montrent que les extraits des feuilles des populations des deux espèces étudiées sont plus riches en composés phénoliques que les extraits des racines. L’étude phytochimique a montré que le ricin contient surtout de l’acide gentisique. Quant au jatropha, il contient surtout de l’épicatechine et de la naringine. L’étude chimique des huiles fixes des deux espèces montrent que l’huile de ricin renferme essentiellement d’acide ricinoléique. Quant à l’huile de jatropha, elle contient deux acides gras en proportions majeures qui sont l’acide oléique et l’acide linoléique. L’évaluation des activités anti-oxydantes des extraits des deux espèces indique une corrélation positive entre ces activités et les teneurs en composés phénoliques. Par ailleurs, l’étude de l’activité anti-acétylcholinestérase des extraits testés montrent que ces extraits sont des inhibiteurs de l’AChE plus puissants que la galanthamine utilisée comme contrôle positif. Notre étude a confirmé que les différents extraits de ricin et de jatropha, autres que les huiles fixes, peuvent donc être exploités pour d’autres activités biologiques, parmi les quelles l’action inhibitrice de l’AChE une des principales cibles des traitements contre la maladie l’Alzheimer et le piégeage des radicaux libres, en raison de leur richesse en composés phénoliques / The aim of this study is to promote two Euphorbiaceae plants the Ricinus communis and the Jatropha curcas, the first one is known for its oil used in the cosmetic products, whereas the second one is known especially for its seeds used in the production of biodiesel. For the castor plant, eight Tunisian populations are studied: Riadh Andalous, Nefza, Beja, Nabeul, Hammamet, Bouficha, Khanguet Hajej and Aouled Amer. For the jatropha, recently introduced in Tunisia, the plant material is collected from the Nabeul station (Tunisia). Eight populations coming from Arusha in Tanzania, Mozambique, Suriname and Brazil from regions of Paraná, Minas Norte, Mato Grosso, Regiao sudeste and Vale do Jequitinhonha are studied. In first, a bibliographic study is made. In second, the used materials and methods are cited. Fanilly, all the results are mentioned. The study shows that the phenolic compounds are higher in the leaves extracts than in the roots extracts for both species. The phytochemical study shows that the gentisic acid is the major phenolic compound identified in the castor plant extracts. In contrast, the epicatechin and the naringin are the most important phenolic compounds identified in the jatropha extracts. The GC-MS analysis reveals that the castor oil contains mainly the ricinoleic acid. For the jatropha oil, two major fatty acids are identified: the oleic and the linoleic acids. Results of the antioxidant properties of leaves and roots of both species indicate a positive correlation between the leaves and the roots activities and their contents of phenolic compounds. Furthermore, the anti-acetylcholinesterase activity of the tested extracts shows for the first time that some tested extracts are more active than the galantamine used as a positive control. Our study confirmed that, in addition to their oils, different extracts of the castor plant and the jatropha can be used for biological activities such as the scavenging free radicals and the inhibitory action of AChE enzyme, which is a major target for treatments against the Alzheimer's disease due to their high levels of phenolic compounds. Owing to the activities of the leaves and the roots extracts confirmed by this study, the agricultural exploitation of the castor plant and the jatropha can be economically more profitable

Les deux systèmes nodulaires symbiotiques les plus importants au niveau agronomique et environnemental sont, d'une part, les symbioses Rhizobium-légumineuses qui concernent environ 14 000 espèces, et d'autre part, les symbioses entre les plantes actinorhiziennes (environ 200 espèces) et l'actinomycète du sol Frankia. La plupart des plantes actinorhiziennes sont capables de fixer des quantités d'azote comparable à celles des Légumineuses ; ce sont généralement des plantes pionnières capables de coloniser des environnements pauvres en éléments minéraux. Elles représentent donc un atout écologique important. Si la symbiose Rhizobium-légumineuse est très étudiée, les mécanismes moléculaires à l'origine de la formation des nodules actinorhiziens restent actuellement peu connus. Ainsi, chez les Légumineuses, les flavonoïdes sont des molécules-clefs du processus de nodulation, alors que chez les plantes actinorhiziennes, l'implication des flavonoïdes dans la nodulation reste imprécise. L'objectif de cette thèse était de comprendre l'implication des flavonoïdes au cours de l'interaction symbiotique entre l'arbre actinorhizien tropical Casuarina glauca et son symbiote Frankia. L'analyse d'une base de données d'unigènes couplée à celle de données d'expression de puces à ADN a permis l'identification de huit genes de C. glauca impliqués dans la voie de biosynthèse des flavonoïdes. L'étude de leur expression dans les racines par PCR quantitative au cours d'une cinétique d'infection de C. glauca par Frankia a montré que les transcrits de la chalcone isomerase et de l'isoflavone reductase s'accumulaient très tôt après l'inoculation, suggérant ainsi une implication des isoflavonoïdes dans la symbiose actinorhizienne. Nous avons alors utilisé une stratégie d'ARN interférent pour réduire l'expression du gène de la chalcone synthase, la première enzyme de la voie de biosynthèse des flavonoïdes. La réduction de l'expression du gène de la chalcone synthase a provoqué une réduction significative du taux de flavonoïdes dans les racines ainsi qu'une très forte diminution du taux de nodulation chez les plantes transformées. Une restauration du taux de nodulation a pu être obtenu en présence de naringenin, une molécule centrale de la voie de biosynthèse des flavonoïdes.Nos résultats apportent donc, pour la première fois, une évidence directe de l'implication forte des flavonoïdes au cours de la nodulation des plantes actinorhiziennes. / Nitrogen-fixing root nodulation, confined to four plant orders, encompasses more than 14,000 Leguminosae species, and approximately 200 actinorhizal species forming symbioses with rhizobia and Frankia bacterial species, respectively. Most actinorhizal plants are capable of high rates of nitrogen fixation comparable to the nitrogen fixing symbiosis between legumes and Rhizobium. As a consequence, these plants are able to grow in poor and disturbed soils and are important elements in plant community worldwide. The basic knowledge of the symbiotic interaction between Frankia and actinorhizal plants is still poorly understood, although it offers striking differences with the Rhizobium-legume symbiosis. In the symbiosis between legumes and Rhizobium, flavonoids are key molecules for nodulation. In actinorhizal plants, the involvement of flavonoids in symbiosis is poorly understood, but because of the similarities of the infection process between some actinorhizal plants and legumes, flavonoids were proposed to act as plant signals for the bacteria Frankia. The objective of this thesis was to investigate the involvement of flavonoids during the actinorhizal nodulation process resulting from the interaction between the tropical tree Casuarina glauca and the actinomycete Frankia.Eight C. glauca genes involved in flavonoid biosynthesis were identified from a unigene database and their expression patterns were monitored by quantitative real-time PCR during the nodulation time course. Our results showed that chalcone isomerase and isoflavone reductase transcripts accumulated preferentially early after inoculation with Frankia, suggesting thus for the first time that isoflavonoids are implicated in actinorhizal nodulation. To go deeper in the understanding of the role of these molecules in actinorhizal symbiosis, we used RNA interference strategy to silence chalcone synthase, the enzyme that catalyzes the first committed step of the flavonoid pathway. Knockdown of chalcone synthase expression led to a strong reduction of specific flavonoids levels and resulted in a severely impaired nodulation. Nodule formation could be rescued by supplementation of plants with naringenin, which is an upstream intermediate in flavonoid biosynthesis. Our results provide, for the first time, direct evidence of a strong implication of flavonoids during actinorhizal nodulation.

Les anthocyanes sont une famille de polyphénols très répandus chez les végétaux. Chez la vigne, elles sont responsables de la coloration des baies des cépages rouges, et sont impliquées dans les propriétés organoleptiques des vins. Une nutrition azotée faible induit la production des anthocyanes dans les cellules de la pellicule de raisin des cépages rouges via des mécanismes de régulation qui ne sont pas encore totalement élucidés. Dans ce contexte, nous avons étudié les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse de l’accumulation des anthocyanes pour différents niveaux d’apports azotés. Deux matériels biologiques complémentaires ont été utilisés : des suspensions cellulaires de vigne (lignée GT3) et des plants de Cabernet-Sauvignon, cultivés au vignoble.L’augmentation de la synthèse d’anthocyanes en réponse à la diminution de la nutrition azotée a été confirmée dans les baies et les cellules de vigne en culture. Les analyses transcriptomiques globales (génome complet) et ciblées (qPCR) ont mis en lumière des modifications de l’expression génique, notamment de gènes liés au métabolisme des flavonoïdes, en réponse à la nutrition azotée. L’expression de nombreux gènes structuraux impliqués dans la voie de biosynthèse des anthocyanes est induite par une faible nutrition azotée. La variation de l’apport azoté influence également de façon coordonnée l’expression des gènes régulateurs positifs (facteurs de transcription de type MYB) et négatifs (protéine de type Lateral organ Boundary Domain (LBD)) des gènes de la biosynthèse des flavonoïdes chez la Vigne. L’expression de gènes liés à la production d’énergie (NADH, NADPH), est également affectée.En parallèle, une approche intégrative a été développée sur les suspensions cellulaires, en combinant des mesures d’activités enzymatiques, des dosages de métabolites primaires et secondaires, avec un modèle de balance de flux (Flux Balance Analysis, FBA). Les cartes de flux obtenues prédisent que la diminution de l’apport azoté entraîne une augmentation des flux métaboliques dans la voie du shikimate et des phénylpropanoïdes ; ainsi qu’une répression de la majorité des flux dans les différentes voies du métabolisme primaire, à l’exception de la voie des pentoses phosphates, dont le flux est maintenu, et de la voie de synthèse de l’amidon qui est accrue. Les résultats obtenus plaident en faveur d’un lien fort entre synthèse des anthocyanes et statut énergétique (ATP, NADPH) des cellules vigne. / Anthocyanins are polyphenol compounds very abundant in most of the plants. In grapevine, they give color to red berries and they improve red wine quality and increase the organoleptic properties of the wine. Low nitrogen supply stimulates anthocyanin production in berry skin cells of red grape varieties through regulation mechanisms that are far from being fully understood. In this context, we worked on the molecular mechanisms involved in anthocyanin biosynthesis response to nitrogen supply. Two complementary biological materials were used: grapevine cell suspensions (GT3 line) that originate from a teinturier cultivar and produce anthocyanins under normal conditions; and red grape berries of cv. Cabernet-Sauvignon cultivated in a commercial vineyard. Increases of anthocyanins synthesis in response to low nitrogen levels were confirmed in the field-grown berries and the cells suspensions. Both comparative global (microarrays) and targeted (qPCR) transcriptomic analysis showed different regulations on the expression of the genes involved in the secondary (especially the anthocyanin) and nitrogen metabolisms. The expression of most structural genes of the anthocyanin biosynthesis pathway was induced by a low nitrogen supply. Nitrogen controls also the expression of the positive (MYB transcription factors) and negative (Lateral organ Boundary Domain family protein LBD39) regulatory genes of the flavonoid pathway in grapevine. Furthermore, some genes improved in energy production (ATP, NADPH) were affected. In parallel, an integrative approach combining enzymatic activities and primary and secondary metabolites measurements with developing a Flux Balance Analysis (FBA) modeling approach was used on cells suspensions GT3. The flux maps deciphered that low nitrogen increases metabolic fluxes in shikimate and phenylpropanoid pathways and represses the majority metabolic fluxes in different pathways of primary metabolism. The two exceptions included the pentose phosphate pathway, which the flux metabolism was maintained, and the starch synthesis pathway, which was enhanced. The results obtained showed a strong link between anthocyanin synthesis and energy status (ATP, NADPH) in the berry cell suspensions.

Le contrôle combinatoire de l’ expression des gènes est une caractéristique importante du profil spatio-temporel de l'accumulation des flavonoïdes chez les plantes. Des résultats précédents avaient démontré chez Arabidopsis thaliana, que la régulation de l’accumulation des anthocyanes et des proanthocyanidines repose sur l'activité de facteurs de régulation de la transcription de type R2R3-MYB et bHLH qui forment des complexes ternaires ("MBW") avec la protéine TTG1 (WDR). L'objectif de la thèse était de caractériser les complexes MBW impliqués et leurs cibles, pour avoir une compréhension globale des mécanismes transcriptionnels qui contrôlent la biosynthèse des flavonoïdes.En utilisant différentes approches génétiques et moléculaires, nous avons montré que seuls les gènes « tardifs » (c’est à dire DFR, LDOX, BAN, TT19, TT12 et AHA10) sont des cibles directes des complexes MBW. Bien que le complexe de régulation impliquant les protéines TT2-TT8-TTG1 ait un rôle majeur dans la régulation de ces gènes structuraux dans la graine d’Arabidopsis, trois autres complexes contenant MYB5, GL3 ou EGL3 sont également impliqués de façon tissu-spécifique. Comme l’expression du gène TT8 joue un rôle clef dans ces régulations, une dissection fonctionnelle de son promoteur a été entreprise. Elle a montré la nature modulaire de ce promoteur avec deux domaines impliqués dans l’expression tissu-spécifique et un troisième dans la force du promoteur. Les résultats obtenus suggèrent également l’existence d’autres régulateurs qui restent à caractériser. Enfin, nous avons développé une nouvelle technique de caractérisation des interactions entre les facteurs de transcription et les promoteurs, basée sur l’expression transitoire dans des protoplastes de mousse (i.e. Physcomitrella patens). Nous avons ainsi pu identifier les éléments cis des promoteurs impliqués dans la régulation de l’expression de TT8 et de chacun des promoteurs cibles des complexes MBW.L’ensemble de ces travaux permet de fournir un modèle plus complet du réseau de régulations transcriptionnelles qui contrôle la biosynthèse des proanthocyanidines et des anthocyanes, ainsi que des outils et de nouvelles pistes pour poursuivre ces études chez Arabidopsis et d’autres plantes. / The combinatorial control of gene expression is a key feature of the spatio-temporal pattern of flavonoid accumulation in plants. Previous results have shown that the regulation of anthocyanins and proanthocyanidins (PAs or tannins) pigmentation relies on the transcriptional activity of R2R3-MYB and bHLH proteins that form “MBW” ternary complexes with TTG1 (WD-Repeats), in Arabidopsis thaliana. The purpose of the thesis was to figure out the nature and spatio-temporal activity of these MBW complexes and to identify their direct targets, which were essential steps toward a comprehensive understanding of the transcriptional mechanisms that control flavonoid biosynthesis. Using different molecular and genetic approaches this thesis has demonstrated that only late biosynthetic genes (namely DFR, LDOX, BAN, TT19, TT12 and AHA10) are direct targets of the MBW complexes. Interestingly, although the TT2-TT8-TTG1 complex was shown to play the major role in regulating the expression of these structural genes in developing seeds, three additional MBW complexes that contain MYB5, GL3 or EGL3 are also involved, in a tissue-specific manner. Because the expression of TT8 is largely involved in these regulations, a functional dissection of its promoter was carried out. Two modules drive the tissue-specific activity of the TT8 promoter in PA- and anthocyanin-accumulating cells, and a third module is responsible for the strength of the promoter. Interestingly, this regulation involves at least six different MBW complexes. Our results also suggest that some putative new regulators remain to be discovered. Last, use of a newly developed fast and sensitive transient expression system that relies on protoplasts of the moss Physcomitrella patens has allowed the identification of both, specific cis-regulatory elements through which TT8 expression is regulated and the minimal promoter for each of the genes that are targeted by the MBW complexes.Altogether, by answering fundamental questions and by demonstrating or invalidating previously made hypotheses, we have provided a new and comprehensive view of the regulatory mechanisms controlling PA and anthocyanin biosynthesis in Arabidopsis, as well as new clues and tools for further investigation of this pathway in Arabidopsis and other plant species.

Les objectifs de cette thèse sont d’une part d'étudier les effets d’un traitement thermique et de l’environnement physico-chimique sur la stabilité de 6 flavonoïdes de structure différente et sur l'évolution de leur activité anti-oxydante. Les conditions du traitement thermique ont été les suivantes : (i) chauffage dans des conditions isothermes durant 2h pour des températures allant de 30 à 130°C et (ii) chauffage dans des conditions non isothermes par microcalorimétrie (de 30 à 130°C, 4°C/ heure). Les flavonoïdes ont été solubilisés dans de l’eau. Nous avons constaté que les flavonoïdes glycosylés sont plus résistants que les flavonoïdes aglycones. Les énergies d'activation de dégradation calculées dépendent aussi de la structure du flavonoïde. Pour se dégrader, les flavonoïdes glycosylés ont besoin d’une énergie élevée par rapport à la forme aglycone. L’exposition à la lumière a été réalisée durant 15 jours avec et sans oxygène, le témoin de l’expérience étant un stockage à l’obscurité avec et sans oxygène. La dégradation des flavonoïdes est influencée par la présence de lumière et par la quantité d'oxygène. Les molécules ont une sensibilité différente en fonction de leur structure, le classement suivant est obtenu d’après : naringine, ériodictyol puis rutine, lutéoline, lutéoline 7-O-glucoside et enfin le mesquitol. En effet, la présence d'un groupe hydroxyle en position 3 et une double liaison C2-C3 diminue la stabilité des flavonoïdes. En outre, il a été observé que, malgré la dégradation totale de certains flavonoïdes par le traitement thermique et l’environnement physico-chimique, les solutions traitées conservent une activité anti-oxydante / The objectives of this thesis are to study the effects of a heat treatment and the physicochemical environment on the stability of 6 flavonoids of different structure and on the evolution of their antioxidant activity. The heat treatment conditions were as follows: (i) heating under isothermal conditions for 2 h at temperatures ranging from 30 to 130 ° C and (ii) heating under non-isothermal conditions by microcalorimetry (30 to 130 ° C, 4 ° C / hour). The flavonoids were solubilized in water. We found that the glycosylated flavonoids are more resistant than the aglyconic flavonoids. The calculated degradation activation energies also depend on the structure of the flavonoid. To degrade, glycosylated flavonoids require high energy relative to the aglycone form. Exposure to light was carried out for 15 days with and without oxygen, the experimental control being a dark storage with and without oxygen. The degradation of flavonoids is influenced by the presence of light and by the amount of oxygen. The molecules have a different sensitivity according to their structure, the following classification is obtained according to: naringine, ériodictyol then rutin, luteolin, luteolin 7-O-glucoside and finally the mesquitol. Indeed, the presence of a hydroxyl group at position 3 and a C2-C3 double bond reduces the stability of the flavonoids. Furthermore, it has been observed that, despite the total degradation of certain flavonoids by the heat treatment and the physical-chemical environment, the treated solutions retain an antioxidant activity

L'acquisition du phénotype de résistance des cancers est souvent corrélée à l'expression de transporteurs membranaires appartenant à la superfamille des transporteurs ABC (« ATP-Binding Cassette »). Un de ces transporteurs, MRP1 (« Multidrug Resistance Protein 1 »), permet l'efflux de nombreux substrats, de type anioniques, conjugués au GSH, glucuronates ou sulfates, ou en co-transport avec le GSH.<br />Dans un premier temps, ce travail a porté sur l'étude des domaines de fixation des nucléotides isolés. Une étude biochimique a montré leur caractère fonctionnel asymétrique concernant les nucléotides, prouvant que seul la séquence primaire de ces NBD est responsable de cette fonctionnalité différentielle. L'étude de la fixation de substrats sur les NBD, a montré que ceux-ci pourraient, de part leur proximité avec les domaines transmembranaires, avoir un rôle dans la fixation des substrats.<br />La deuxième étape de ce travail a concerné la caractérisation de l'activité des énantiomères du vérapamil. Les résultats ont montré que le S-vérapamil est l'isomère responsable de la stimulation du transport du GSH, conduisant à la mort des cellules surexprimant MRP1. Le R-vérapamil est caractérisé comme un inhibiteur de MRP1. Ces résultats ont des répercussions importantes en terme de thérapie.<br />Deux études préliminaires de relation structure/fonction ont été menées en ce qui concerne des dérivés du vérapamil et des dérivés de flavonoïdes, afin de trouver des molécules plus efficaces contre MRP1.

L'objet de ce travail est de présenter de facon détaillée des méthodes de modélisation appliquées à l'analyse des mécanismes de reconnaissance moléculaire et à la conception de nouveaux composés bioactifs selon deux approches : la conception basée sur la structure des récepteurs et la conception basée sur la structure des ligands.<br />Dans le cadre du premier axe, la méthode de construction de protéines par homologie de Blundell, implémentée dans le module COMPOSER de SYBYL et la méthode d'amarrage de Morris, implémentée dans le logiciel AUTODOCK3, sont décrites et appliquées à la modélisation et à l'étude des mécanismes de reconnaissance moléculaire d'un antigène polysaccharidique de la bactérie Shigella flexneri 5a et de mimes peptidiques immunogènes par un anticorps humain protecteur : IgA I3.<br />Dans le cadre du second axe, l'analyse statistique de descripteurs de champs d'interaction moléculaire de type CoMSIA et les méthodes de validation des modèles qu'elle génère sont présentées et appliquées à l'étude des relations structure activité en trois dimensions d'une série de 27 analogues de flavonoïdes modulateurs du transporteur ABCG2 (BCRP), impliqué dans le mécanisme de résistance multiple aux anticancéreux que développent les cellules tumorales. La production de modèles statistiquement fiables et performants a permis de concevoir de nouveaux composés biologiquement actifs.

Cette étude comporte deux parties, la première concerne l'analyse des arômes et des flavonoïdes sur deux fruits insulaires et la deuxième est consacrée à l'étude du risque encouru par le personnel intervenant lors d'un feu de forêt. Ces deux thèmes correspondent à une attente au niveau des différents protagonistes et s'inscrivent dans le cadre de différents projets auquel le laboratoire est associé. La première partie concerne l'analyse des composés volatils et des flavonoïdes d'un hybride du genre Citrus ainsi que des baies du myrte commun. En Corse, la production annuelle des clémentines est importante, elle constitue le premier produit d'exportation ; les baies du myrte sont utilisées dans l'élaboration des liqueurs et des vins. Ces deux fruits constituent une dynamique économique importante dans l'île. Les arômes sont des substances responsables des propriétés organoleptiques d'une denrée alimentaire. Nous avons identifiés 44 composés volatils dans les jus de clémentine, de mandarine et des hybrides. Les molécules les plus abondantes sont les monoterpènes hydrocarbonés dont principalement le limonène et le -terpinène. Les flavonoïdes sont des substances à fort potentiel antioxydant, nous avons déterminé deux flavones polyméthoxylées et trois flavanones glycosides. Les baies du myrte sont caractérisées par 36 composés volatils avec majoritairement de l'-pinène, de l'eucalyptol, du cis hex-3-èn-1-ol et par 14 composés phénoliques parmi lesquels, la myricétine et ses dérivés glycosides sont les plus abondants. La deuxième partie présente une autre préoccupation de l'île durant la saison estivale, il s'agit des feux de forêt. Chaque année, des milliers d'hectares de forêt brûlent en Europe et plus précisément dans le bassin méditerranéen. L'observation des phénomènes d'embrasement généralisé a été reportée mais le mécanisme reste mal défini. Le but de ce travail est de connaître les molécules terpéniques émises par cinq végétaux représentatifs du couvert végétal Corse à savoir le pin laricio et le pin maritime, le ciste de Montpellier, la bruyère arborescente et l'arbousier. Il s'agit dans un premier de temps de valider la possibilité d'une inflammation subite d'une poche de gaz de composés organiques volatils biogéniques (COVb). Les analyses réalisées montrent que l'-pinène est le composé majoritaire dans les pins, ce sont les diterpènes qui sont les plus émis par le ciste de Montpellier. Ensuite, nous nous sommes intéressés aux émissions de polluants dues aux feux de végétation et à leur pouvoir toxique sur le personnel intervenant. Pour cela, nous analysons les molécules présentes dans les fumées et nous dosons les BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes) puis nous les comparons aux valeurs limites d'exposition (VLE). Nous avons démontré que la concentration en benzène est supérieure à la VLE, les pompiers seraient donc exposés à un environnement toxique.