Lors de l'attachement du VIH à la surface d'une cellule, la protéine d'enveloppe gp120 se fixe au récepteur cellulaire CD4, exposant alors son site CD4i qui est alors reconnu par des corécepteurs. Par ailleurs, Le VIH est capable de se fixer aux héparanes sulfate (HS), des polysaccharides présents en abondance à la surface cellulaire, notamment via le site CD4i de gp120 (site de fixation des corécepteurs). Il serait donc possible d'inhiber l'attachement du VIH sur les cellules par l'utilisation de molécules solubles dérivées des HS. Dans ce contexte, nos travaux se sont attachés à définir les aspects structuraux de l'interaction VIH/HS au niveau du site CD4i. Pour cela, des protéines gp120 mutées sur quatre résidus du site CD4i, potentiellement engagés dans la fixation des HS, ont été produites, purifiées et étudiées, par BIAcore, pour leur capacité à interagir avec l'héparine. En parallèle, nous avons développé une méthode simple, permettant d'identifier les régions de fixation à l'héparine d'une protéine donnée. L'ensemble de ces travaux nous a permis d'identifier, au sein de gp120, quatre domaines de liaison à l'héparine et de valider, en particulier, l'engagement de trois résidus du site CD4i (R419, K421 et K432) dans l'interaction avec le polysaccharide. Ces différentes approches ont pour but de clarifier le rôle des HS dans le processus d'attachement du virus à la surface cellulaire et de fournir des informations structurales précises permettant la définition de composés issus des HS capables d'inhiber le mécanisme de l'entrée virale.

Les protéoglycans (PGs) à héparane- (HS) et chondrol'tine-sulfate (CS) jouent un rôle essentiel dans la régulation de nombreux processus biologiques tels que la différenciation cellulaire, la signalisation, la prolifération et la morphogenèse. En effet, les PGs via leurs chaînes de glycosaminoglycanes (GAGs) agissent comme des récepteurs pour des facteurs de croissance, des enzymes et des protéines d'adhésion cellulaire, modulant ainsi leur biodisponibilité, la formation de gradient et leur activité. La synthèse des chaînes de CS et d'HS est initiée par le transfert d'un résidu xylose sur des sérines de la protéine "core" des PGs par les xylosyltransferases (XT), XT-I et XT-II. Ces enzymes catalysent une étape limitante régulant la biosynthèse des GAGs. En plus de la régulation par les XT, la synthèse des GAGs peut être régulée par la phosphorylation du xylose en position 2-0 par la kinase Fam20B. Il a été montré que la XT-I et la XT-II sont capables de restaurer la synthèse des PGs dans les cellules déficientes en activité xylosyltransférase, suggérant ainsi qu'elles sont fonctionnellement redondantes. Cependant, les rôles spécifiques de la XT­ I et de la XT-II et l'impact de leurs mutations génétiques sur la synthèse des CS et des HS ne sont pas connus. Au cours de cette thèse, nous avons montré que la XT-I initie la synthèse des PGs avec des chaînes de CS et d'HS de tailles plus longues que celle initiée par la XT-II et avons démontré que cela est lié à leurs localisations subcellulaires respectives. En outre, nous avons montré d'une part que les mutations génétiques de la XT-I réduisent fortement la capacité de l'enzyme à initier la synthèse des GAGs et d'autre part que deux mutations de la XT-II conduisent à la mislocalisation de l'enzyme et l'abrogation de sa capacité à initier la synthèse des chaînes de CS et d'HS. En outre, nous avons démontré en utilisant différentes lignées cellulaires et des mutants inactifs que la kinase Fam20B régule négativement le processus de synthèse des chaînes de GAGs et par conséquent que la phosphorylation du résidu xylose par Fam20B entraîne un blocage dans la polymérisation des chaînes de GAGs / Heparan- (HS) and chondroitin-sulfate (CS) proteoglycans (PGs) are essential regulators of many biological processes including cell differentiation, signalization, proliferation and morphogenesis. Indeed, PGs act through their glycosaminoglycan (GAG) chains as receptors for growth factors, enzymes and cell adhesion proteins, thereby modulating their bioavailability, gradient formation and biological activity. The assembly of HS and CS GAG chains is initiated by the transfer of xylose to serine residues of PG core protein by the xylosyltransferases (XT) enzymes, XT-I and XT-II. These enzymes catalyze a rate-limiting step in the biosynthesis pathway and therefore considered as a regulating factors in the GAG biosynthesis process. Beside the regulation by XT enzymes, GAG chain synthesis may also be regulated by phosphorylation of the xylose residue at 2-0 position by the kinase Fam20B. Ithas been shown that XT-I and XT-II are able to restore GAG-attached PG synthesis in xylosyltransferase-deficient cells, suggesting that they are functionally redundant. However, nothing is known of the specific roles of XT-I and XT-II ifany and of the impact of XT-I and XT-II mutations on the synthesis of CS- and HS-PG. Here, we showed that XT-I initiates PGs with large size CS- and HS-GAG chains compared to XT-II and demonstrated that this was linked to their subcellular localisation. In addition, we have addressed the question of whether genetic mutations of XT-I and XT-II associated with various diseases impact CS- and HS-PG synthesis and found that mutations in XT-I strongly reduced the capacity of the enzyme to initiate the synthesis of both CS and HS GAG chains. However, two mutations in XT-II abrogated the capacity of the enzyme to initiate CS and HS GAGs and led to the mislocalisation of the enzyme. Furthermore, we demonstrated using variouse cell lines and dead mutants that Fam20B negatively regulates GAG synthesis process and that phosphorylation of xylose residue by this kinase resulted in a blokage of the polymerisation procees of the GAG chain

Les GAGs, en particulier les HS et les CS, sont des polysaccharides linéaires sulfatés situés à la surface des cellules et la matrice extracellulaire où ils influencent les fonctions des cellules. Les GAGs sont connus pour se lier et réguler l'activité d'un certain nombre de protéines différentes appelées «protéines de liaison héparine», y compris les chimiokines, facteurs de croissance, des enzymes et des molécules d'adhésion. Dans le cas du développement de la tumeur, la surexpression de l'héparanase a été observée. En conséquence, une variété d'oligosaccharides de HS et de CS est libérée. Néanmoins, leurs structures et leurs effets biologiques sont inconnus.De nombreux outils existent pour la caractérisation des GAG cependant, le développement de nouvelles technologies pour isoler des fragments du HS endogènes est nécessaire. Dans ce contexte, nous proposons d'utiliser la technologie d'empreinte moléculaire, ce qui permettrait d'obtenir des polymères avec des cavités capables de reconnaître certains types d'oligosaccharides mimétiques de HS, et par la suite d'étudier les HS endogènes.Les GAGs extraits de tumeurs xénogreffes et du sang, de 3 à 8 semaines au cours de la croissance tumorale, ont été quantifiés par dosage colorimétrique. Nous avons observé une diminution de la quantité des GAG tumoraux et une augmentation des GAG sanguin, au cours de la croissance de la tumeur. En outre, les GAGs tumoraux montrent une affinité croissante pour le FGF-2 au cours de la croissance tumorale.Nous avons étudié l'applicabilité de la «technique d'empreinte moléculaire» pour la production d'hydrogels imprimés capables de reconnaître spécifiquement le fondaparinux, un oligosaccharide analogue de l'héparine. Nous avons préparé une bibliothèque d'hydrogels imprimés afin d'optimiser leur synthèse et obtenir des matériaux qui reconnaissent spécifique et sélectivement cette molécule cible. Nos résultats montrent que, par un contrôle minutieux de la stœchiométrie et de la proportion de l'agent de réticulation utilisé lors de leur synthèse ainsi que la détermination des conditions de reconnaissance, les hydrogels imprimés reconnaissent spécifiquement les oligosaccharides mimétiques de HS.Ces travaux ouvrent des intéressantes perspectives d'application de la technologie d'impression moléculaire à l'analyse des séquences de GAGs extraits d'un milieu biologique. / GAGs, and particularly heparan sulfate (HS) and chondoitin sulfate (CS), are linear and sulfated polysaccharides located at the cell surface and extracellular matrix from where they influence the functions of cells. GAGs are known to bind and regulate the activity of a number of distinct proteins known as ‘heparin binding proteins' including chemokines, growth factors, enzymes and adhesion molecules. In the case of tumor development, heparanase over-expression has been observed. As a consequence, a variety of HS and CS oligosaccharides are released which structures and biological effects are unknown.Many tools exist for GAG characterization and a need to develop a new technology to isolate fragments of endogenous HS is required. In this context, we propose to use molecular imprinting technology that could allow to obtain polymers owing cavities able to recognize specific types of HS mimetic oligosaccharides and therefore the endogenous HS.GAGs extracted from xenografted tumors and blood, at 3 to 8 weeks during tumor growth, were quantified by a colorimetric assay. We observed a decrease in the amount of GAGs tumors and an increase of GAGs blood, during the tumor growth. Moreover, tumor GAGs were tested by competition toward growth factor with enzyme immunoassay showing increasing affinity for FGF-2 during tumor growth.We investigated the applicability of ‘Molecular Imprinting Technology' to the generation of imprinted hydrogels able of specifically recognize fondaparinux, an oligosaccharide analogue of heparin. We have prepared a library of imprinted hydrogels in order to optimize their synthesis and obtain materials that specifically and selectively recognize that oligosaccharide. Our results show that, by a careful control of the stoichiometry and crossliking choice for their synthesis and by adapting rebinding conditions, namely the temperature, imprinted hydrogels can readily be prepared to specifically recognize the HS mimetic used as model.This work opens an interesting outlook to analyze GAGs extracted from a biological medium by molecular imprinting technology

L’Héparane sulfate (HS) est un polysaccharide linéaire et sulfaté présent à la surface des cellules ou dans le milieu extracellulaire des tissus animaux. Le long des chaines d'HS, des régions présentant une densité de charge négative élevée (domaines S) alternent avec des régions plus faiblement chargées (domaines A). Différents motifs SAS sont ainsi exposés à la surface des cellules et permettent des interactions spécifiques avec de nombreuses protéines comme l’interféron gamma (INF-γ). Cette cytokine interagit avec haute affinité avec les chaines d'HS, ce qui module son activité in vivo (accumulation et localisation tissulaire, clairance sanguine). Pour moduler l’activité de l’INF-γ en inhibant ses interactions avec les chaines d'HS de la surface des cellules, nous avons entrepris la synthèse de mimes de motifs SAS, dans lesquels des fragments synthétiques de domaines S sont liés par un espaceur de longueur modulable. Pour effectuer cette conjugation, nous avons choisi d'utiliser deux types de chimie click la "CuAAC" et la "ligation oxime". Cette stratégie a nécessité de mettre au point des fonctionnalisations orthogonales des extrémités réductrices et non réductrices d'oligosaccharides synthétiques. Nous avons mis au point les réactions sur un disaccharide modèle dérivé du cellobiose, puis les avons transférées à la modification d'un tetrasaccharide synthétique d'HS. Dans ce travail, nous avons optimisé deux réactions clef : une alkylation anomérique dans l’eau et une allylation de fonction alcool dans des conditions neutres / Heparan sulfate (HS) is a linear polysaccharide found in animal tissues at the cell surface or in the extracellular matrix. HS chains display alternating highly negatively charged regions (S) and less charged ones (A). SAS domains with different topologies can thus be exposed at the cell surface with the aim of interacting specifically with different proteins. Gamma interferon (INF-γ) is a cytokine that binds tightly to HS chains. This interaction allows controlling numerous bioactivities of the cytokine (accumulation and location in tissues as well as blood clearance). The discovery of HS fragment able to modulate the activity of IFN-γ could open the way to new innovative therapeutics. To this aim we launched a program aiming at synthesizing mimetic of the SAS motifs found in HS. We devised a strategy allowing linking two synthetic S fragments of HS through a spacer. To this aim we selected two click chemistry reactions: the "CuAAC" triazole formation and "oxime ligation". To implement this strategy, we optimized, on a disaccharide model derived from cellobiose, a methodology allowing the functionalization of the reducing and non-reducing end of synthetic oligosaccharides by to orthogonal reactive functions. Then we extended the methodology to a HS tetrasaccharide fragment. In this work, we optimized two key reactions: an anomeric alkylation in water and a hydroxyl allylation in neutral condition

La maladie d’Alzheimer (MA), la forme la plus répandue de démence, est caractérisée par une accumulation cérébrale de plaques amyloïdes formées de peptide beta-amyloïde, et d’enchevêtrements neurofibrillaires (NFT) de protéine tau anormalement phosphorylée (P-tau). Depuis plusieurs années, l’évidence d’une implication majeure d’altérations synaptiques dans la pathologie a émergée. De plus, il a été observé dans les cerveaux MA que les héparanes sulfates (HS), normalement extracellulaires, accumulent à l’intérieur des neurones, où ils co-localisent avec tau. Le laboratoire CRRET a mis en évidence que la 3-sulfotransferase 2 (HS3ST2), enzyme prédominante dans le cerveau où elle génère des HS 3-O-sulfatés (3S-HS) de rôle inconnu, est impliquée dans les mécanismes à l’origine de la tauopathie. Puisque la HS3ST2 et les 3S-HS n’ont jamais été caractérisés à la synapse où ils pourraient participer au développement de la tauopathie, les objectifs de ce travail sont : 1) déterminer si la HS3ST2 et les 3S-HS sont présents à la synapse et étudier des possibles rôles physiologiques ; 2) déterminer si les 3S-HS accumulent au niveau intracellulaire dans des cellules neuronales et/ou dans de synaptosomes issus d’un modèle murin de tauopathie ; et 3) examiner si les 3S-HS intracellulaires produits par la HS3ST2 sont impliqués dans le développement ou évolution de la tauopathie au niveau synaptique.Dans ce travail, nous avons montré la présence des 3S-HS et de la HS3ST2 à la synapse de cellules hippocampiques et accumulé des preuves de leur implication dans la stabilité et l’activité synaptique, toutes deux altérées par des peptides se liant aux 3S-HS ont pu bloquer cette activité. Nous avons implémenté et caractérisé le modèle murin de tauopathie rTg4510 et mise en place les cultures primaires de leur neurones hippocampiques. Dans ces cellules, nous avons montré l’accumulation intracellulaire des 3S-HS et une surexpression de la HS3ST2 corrélant avec l’accumulation de P-tau. La digestion enzymatique des HS dans les synaptosomes a résulté dans l’inhibition de la tauopathie.Ce travail révèle pour la première fois un rôle fondamental de la 3-O-sulfatation des chaines d’HS à la synapse, aussi bien dans des conditions physiologiques que pathologiques. Pour la première fois, l’enzyme HS3ST2 est décrite à la synapse. De plus, ce travail donne la preuve d’un lien fort entre l’expression d’HS3ST2, l’accumulation de 3S-HS et la tauopathie au niveau synaptique, ouvrant de nouvelles opportunités pour mieux comprendre la MA. / Alzheimer’s disease (AD), the main form of dementia in the world, is characterized by brain accumulation of amyloid plaques formed of amyloid beta, and neurofibrillary tangles (NFT) made of tau protein in an abnormally hyperphosphorylated form (P-tau). Strong evidences show that synaptic changes are central to the disease process. Moreover, previous observations in AD have shown that heparan sulfates (HS), typically present outside the cell , accumulate inside neurons of AD in where they interact with tau. Recently, the CRRET laboratory demonstrated that the neural 3-O-sulfotransferase 2 (HS3ST2), which generates 3-O-sulfated HS (3S-HS) of still unrevealed physiological roles, is involved in the mechanisms leading to tauopathy. Since it was unknown whether HS3ST2 and 3S-HS are expressed at the synapse and if there they participate to tauopathy development and/or evolution, the objectives of this work were: 1) to determine if HS3ST2 and 3S-HS are present at the synapse and to get insights on their physiological role; 2) to investigate whether 3S-HS accumulate intracellularly in hippocampal cells and/or in synaptosomes from a mice model of tauopathy; and 3) to investigate whether intracellular 3S-HS made by HS3ST2 are involved in tauopathy development and/or evolution at the synaptic level.We described here the presence of 3S-HS and HS3ST2 at the synapse and the role that may play 3S-HS in maintaining synaptic transmission and stability in primary cell culture from mice. These roles are the results of potential multiple implications of 3S-HS in various processes. Secondly, we implement and characterized the rTg4510 mice model of AD-related tauopathy and set primary cultures of hippocampal cells from these mice. In the tauopathic cells, we showed the intracellular accumulation of 3S-HS and HS3ST2 overexpression. Finally, we cleaned P-tau in synaptosomes from the rTg4510 mice aged of 2 months by digesting HS.The present work reveals, for the first time, the presence and a possible fundamental role of HS3ST2 and 3S-HS at the synapse. We give evidences of an interplay between 3S-HS, produced by HS3ST2, and tau and the synaptic level, leading to its abnormal phosphorylation. The results of these work open a new way to understand the phenomenon leading to synaptic impairment in AD patients and could reveal new targets to elaborate protection strategies against the AD pathological lesions.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L’analyse du mécanisme d’interaction de l’héparane sulfate protéoglycane (HSPG) avec lesprotéines amyloïdes et l’effet de paramètres physiologiques (pH,…) sur ce mécanisme nouspermettent une meilleure compréhension des mécanismes menant à l’amyloïdogenèse.La transthyrétine (TTR), molécule circulant à la fois dans le plasma et dans le liquidecéphalo-rachidien, est une des protéines impliquée dans les amyloses. Elle est responsable desamyloses à la TTR et elle joue un rôle dans la maladie d’Alzheimer en séquestrant la protéinebêta-amyloïde (Aβ). La biochromatographie est un outil très efficace pour analyser lemécanisme entre un ligand et son récepteur dans des conditions modulables et se rapprochantdes conditions biologiques. De plus, les nanotubes de carbones (NTCs) peuvent être utiliséspour détecter ou transporter des molécules qui se lient sur leur surface externe et peuventinteragir avec d’autres composés. Au cours de ce travail, un support particulaire a été utilisé où l’HSPG est immobilisé sur desparticules de silice pré-activées par des résidus amines. Ce support remplissant une colonnechromatographique a permis dans un premier temps d’étudier et de comparer les mécanismesd’association entre l’HSPG et une forme sauvage de la TTR et une forme sénile de la TTRextraite d’un patient décédé des suites d’une amylose sénile à la TTR. Cette étude a montréque pour la TTR sauvage, l’association avec l’HSPG est indépendante du pH et implique desinteractions faibles. Pour la TTR sénile, cette association est dépendante du pH. A pH<6,5, laprotonation d’un résidu histidine est observée. De plus, l’étude des paramètresthermodynamiques et de la compensation enthalpie/ entropie montrent un changement dans lemécanisme de fixation avec l’apparition d’interactions ioniques à pH<6,5. Un pH acide estnécessaire pour dissocier et dénaturer partiellement la TTR. L’affinité de la TTR avec l’HSPGdépend de la structure tétramérique quaternaire de la TTR qui présente alors des résiduscapables de créer des interactions. Dans un deuxième temps, cette colonne a permis d’évaluerl’effet de la TTR et du pH sur la liaison Aβ/HSPG. Comme précédemment, la protonationd’un résidu histidine présent sur la Aβ est observée à pH<6,5. Ce résultat confirme des étudesmenées auparavant sur le précurseur de la protéine Aβ. Les résultats thermodynamiques ontmis en évidence que l’affinité de Aβ avec l’HSPG diminuait avec la concentration croissanteen TTR et l’étude des chromatogrammes associés a montré que la TTR ne séquestrait passeulement Aβ mais la clivait en fragments plus courts qui diminuent son affinité avecl’HSPG. Dans la maladie d’Alzheimer, la TTR exerce une activité protéolytique vis-à-vis deAβ.2. Dans un troisième temps, l’effet de la fonctionnalisation de la TTR par des nanotubes decarbone sur la liaison TTR/HSPG a été étudié. Les résultats obtenus montrent que lesinteractions entre l’HSPG et la TTR-NTC sont de type van der Waals et hydrogène. Lesparamètres thermodynamiques des liaisons TTR/HSPG et TTR-NTC/HSPG sont similairespour des pH>6. A pH<6, il n’existe quasiment pas de différences entre les valeurs obtenues àpH >6 et celles obtenues à pH<6. Les NTCs empêcheraient la formation de liaisons ioniques / The analysis of the heparan sulfate proteoglycan (HSPG) association mechanism withamyloid proteins and the effect of physiological parameters (pH,…) on this mechanism allowa better understanding of the mechanisms leading to amyloidogenesis.Transthyretin (TTR), which circulates in both plasma and cerebrospinal fluid, is one of theproteins involved in amyloidosis. It leads to TTR amyloidosis and plays a role in Alzheimer’sdisease in sequestrating the beta-amyloid (Aβ) protein. Biochromatography is an effectivetool for the analysis of the mechanism involved between a ligand and its receptor inadjustable conditions which could be close to biological conditions. Moreover, carbonnanotubes can be used to detect or to carry molecules which bind on its external surface andcould interact with other molecules. In this work, a particulate support was used where the HSPG was immobilized on the silica particles preactivated by amine residues. This support filling a column was used to study andcompare association mechanisms between HSPG and a wild type TTR form and a senile formof the TTR which was was extracted from a patient who died of cardiac failure with a senilesystemic amyloid. This study showed that the association between wild type TTR and HSPGwas independent of the pH and involved weak interactions.For the senile TTR, this association was dependent on pH. At pH<6,5, a histidine residue wasprotonated. Moreover, the study of both thermodynamical parameters and enthalpy-entropycompensation showed a change in the association mechanism with involvement of more ionicinteractions at pH<6,5. An acidic pH was necessary to dissociate and partially denaturate theTTR. The affinity of the TTR with HSPG depends on the tetrameric quaternary structure ofthe TTR which presents some residues which are able to create interactions.In a second time, this column was used to evaluate the effect of both the TTR and the pH onAβ/HSPG binding. As previously, the protonation of a histidine residue present on Aβ wasobserved at pH<6,5. This result confirmed studies on the Aβ precursor. Thermodynamicalvalues highlighted that the affinity of Aβ for l’HSPG decreased with the increase of TTRconcentration, and the study of the chromatograms associated showed that TTR sequestratedAβ and cut Aβ in smaller fragments which decreased its affinity for HSPG. In Alzheimer’sdisease, TTR has a proteolytic activity on Aβ.In a third time, the effect of the carbon nanotubes (CNTs), immobilized on TTR, on theTTR/HSPG binding was studied. Results showed that interactions between TTR-NTC andHSPG are van der Waals and hydrogen. Thermodynamical data of TTR/HSPG et TTRNTC/HSPG bindings are similar at pH>6. At pH<6, no differences between values obtainedat all pH values for TTR-NTC. NTCs would avoid ionic interactions formations.

Les endosulfatases (H-Sulf 1 et 2) catalysent l’hydrolyse des sulfates en position 6 des résidus glucosamine des chaines d’héparane sulfate. Elles modulent ainsi l’activité des héparanes sulfate vis à vis de nombreuses protéines. Plusieurs études ont montré que l’endosulfatase H-Sulf 2 est produite en quantité plus importante dans de nombreux cancers (poumons, sein, pancréas etc …). La réduction de l’activité de cette enzyme chez des souris malades permet la diminution de la tumeur ainsi que le prolongement de la durée de vie. Ce travail de thèse vise à synthétiser une série d’inhibiteurs spécifiques des endosulfatases humaines. Une étude préliminaire a été menée sur un monosaccharide portant une fonction sulfamate, cette fonction étant connue pour inhiber les sulfatases. Ce projet de thèse repose sur la synthèse d’oligosaccharide de type héparane sulfate de tailles différentes portant tous cette fonction inhibitrice. Pour ce faire il a fallu mettre au point une stratégie itérative incluant des réactions de glycosylations stéréosélectives. Puis l’ouverture régiosélective d’acétal de benzylidène ainsi que la sulfamoylation ont été examinées l’optimisation des fonctionnalisations et des déprotections sont encore en cours afin de compléter cette librairie de molécules inhibitrice des endosulfatases humaines. / Human endosulfatase (H-Sulf 1 and 2) catalyse heparan 6-O-sulfate hydrolysis. Thanks to this hydrolysis they change the heparan sulfate proteoglycan activity. Many studies have shown that H-Sulf 2 are surexpressed in many cancer (lung, breast, pancreas etc...) The decrease of the activity of this enzyme in the case of the mouse allows a decrease of the size of the tumor and an extension of the mouse life. The aim of this thesis is to synthetise a library of endosulfatase specific inhibitors. A preliminary study was made on a monosaccharide carrying a sulfamate. This fonctional group have shown that it is able to inhibate the sulfatases. This project thesis is to synthetise heparan sulfate oligsaccharides carrying this sulfamate moeity. We apply an iterative process to make this oligosaccharide, thanks to a high stereoselective glycosylation. Finaly a reductive opening of benzylidène acetals, a sulfamoylation have been examinated, functionalization and deprotection are still in progress for get the full library.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Ce travail de thèse a pour objectif la simplification de la préparation d’un nouveau type d’inhibiteur d’entrée du VIH conçu, synthétisé et validé dans le cadre d’une collaboration entre l’équipe de Glycochimie Moléculaire et Macromoléculaire dont je dépends, l’Institut de Biologie Structurale de Grenoble et l’Institut Pasteur de Paris. Ce prototype est constitué d’un mime fonctionnel de CD4 lié de façon covalente à un fragment dodécasaccharidique d’Héparane Sulfate dont la synthèse est complexe. Nous avons donc proposé de préparer des oligomaltosides sulfatés afin de déterminer s’ils pouvaient se comporter comme des mimes d’Héparane Sulfate.Dans un premier temps, nous avons mis au point la synthèse, en huit étapes et 38 % de rendement global, d’un précurseur trisaccharidique oligomérisable à partir de maltotriose, un trisaccharide biosourcé commercial. Au cours de ce travail, nous avons résolu trois points particulièrement délicats : l’allylation de l’extrémité réductrice du maltotriose, l’installation d’un groupement paraméthoxybenzylidène en position O-4III et O-6III et la protection sélective des positions O-6I et O-6II par un groupement silylé. Les optimisations menées nous ont permis de limiter la formation de produits secondaires, d’augmenter le rendement de chaque étape et de pouvoir mener sans problème cette synthèse sur une échelle d’une dizaine de grammes. Dans un deuxième temps, le précurseur trisaccharidique a été transformé en différents accepteurs et donneurs de glycosyle dont les comportements dans différentes conditions de glycosylation ont été étudiés. Nous avons ainsi pu démontrer qu’une activation des donneurs sous forme de trichloroacetimidate conduisait à des rendements faibles de part la formation d’une quantité importante des produits de réarrangement en trichloroacétamides anomériques. Une activation sous forme de N-Phényltrifluroacétimidate a permis de résoudre ce problème, sans toutefois que les rendements en soient toujours augmentés. En effet, nous avons pu montrer que la nature du groupement protecteur en O-6I du donneur a une influence déterminante sur l’issue de la réaction de glycosylation, tant au niveau de sa stéréosélectivité que de son rendement. Un groupement encombré ou un ester en O-6I du donneur est ainsi indispensable pour avoir une bonne stéréosélectivité alpha. Le meilleur rendement obtenu est, pour le moment, de 56 %. Des optimisations en cours permettront d’augmenter le rendement et de préparer les oligomaltosides sulfatés visés dans un avenir proche afin de tester leur activité biologique. / This work aims at simplifying the preparation of a new type of HIV entry inhibitor, conceived, synthesized and validated within a collaboration between our group, the "Institut de Biologie Structurale" (Grenoble) and the Institut Pasteur (Paris). This prototype is composed of a CD4 functional mimetic linked to a dodecasaccharide fragment of Heparan Sulfate, whose synthesis is complex. In order to determine if Heparan Sulfate may be replaced by simpler sulfated oligosaccharides, we decided to prepare a set of sulfated oligomaltosides.To this goal, we first optimized the synthesis of an oligomerizable maltotrioside building block in eight steps and 38% global yield from maltotriose, a commercial and biosourced trisaccharide. In this work, we had to address three major points: the allylation of the reducing end of maltotriose, the introduction of a paramethoxybenzylidene group between positions O-4III and O-6III and the selective protection of the remaining primary positions O-6I and O-6II by a silylated protecting group. Each step has been optimized to minimize the amount of secondary products and thus to enhance its yield. The resulting synthesis was thus shown to be highly reproducible up to ten grams scale.Then, glycoside acceptors and donors were prepared from the oligomerizable maltotrioside building block and we studied their behaviors in glycosylation reactions. We found that trichloroacetimidate activation led to poor glycosylation yields, due to the competitive formation of trichloroacetamidyl glycoside rearrangement product. Gratifyingly, N-phenyltrifluroacetimidate activation solved the rearrangement problem, but yields sometimes remained low. Indeed, we were able to demonstrate that the nature of the protecting group in position O-6I of the donor strongly influenced both the stereoselectivities and yields of the glycosylations: a bulky or ester group is needed in this position to obtain a full alpha stereoselecticity. To date, the highest yield obtained is 56 %.Ongoing optimizations will allow us to enhance the yields and to prepare the targeted sulfated oligomaltosides in a near future in order to test their biological activity.