Lors de ce travail de thèse, les mécanismes de double ionisation d’une molécule d’eau bien orientée dans l’espace par impact électronique ont été étudiés. Des sections efficaces cinq et quatre fois différentielles en angle ont été calculées et analysées en géométrie coplanaire. L’étude théorique a été effectuée en utilisant l’approximation de Born au premier ordre où l’état initial est décrit au moyen des fonctions d’ondes mono-centrique. Les contributions de chaque état final au processus de double ionisation, c’est-à-dire, les électrons de la cible sont éjectés d’une même orbitale moléculaire et/ou de deux orbitales différentes, ont été étudiées et comparées en terme de forme et d’amplitude. L’effet d’orientation de la molécule cible sur les sections efficaces quintuplement différentielles est clairement observé pour le processus (e, 3-1e) ainsi que celui de (e, 3e). En outre, pour les orientations particulières étudiées, nous avons identifié les différents mécanismes responsables de la double ionisation de la molécule d’eau, à savoir, le mécanisme Shake Off ainsi que le mécanisme à deux étapes TS1 / In this work, double ionization mechanisms of oriented water molecules by electron impact have been studied. Five and forth fold differential cross sections in angle have been calculated and analyzed in a coplanar geometry. The theoretical investigation is performed within the first born approximation by describing the initial molecular state by means of single-center wave functions. The contributions of each final state to the double-ionization process, i.e., with target electrons ejected from similar and/or different molecular subshells, are studied and compared in terms of shape and magnitude. Strong dependence of the fivefold differential cross sections on the molecular target orientation is clearly observed in (e, 3-1e) as well as (e, 3e) channels. Furthermore, for the particular target orientations investigated, different mechanisms involved in the double ionization of water molecule, namely, the direct shake-off process as well as the two-step1 process

Les aminoglycosides, des dérivés aminés de saccharides, interfèrent avec le mécanisme de synthèse des protéines chez les bactéries en se fixant au site de décodage de l'ARN de transfert aminoacylé (site A) situé en 3' de l'ARN ribosomique 16S. Au cours de ce travail de thèse, les structures de trois complexes entre des fragments d'ARN incorporant le site A et les aminoglycosides paromomycine, tobramycine et généticine, ont été résolues par cristallographie aux rayons X à 2,40-2,54 Å. L'analyse des structures montre que la reconnaissance et la fixation spécifiques des aminoglycosides au site A font intervenir de nombreuses liaisons hydrogène directes et pontées par des molécules d'eau. Dans ces structures, la partie néamine commune aux aminoglycosides (cycles I et II) s'intercale dans l'hélice de manière similaire : le cycle I (non plan) forme une pseudo paire de bases avec l'adénine 1408 ; la néamine oblige les adénines 1492 et 1493 à pointer hors de l'hélice. La comparaison des structures 3D de ces trois complexes offre des explications moléculaires aux différents résultats de biochimie et de microbiologie, ainsi qu'à certains phénomènes de résistances et de toxicités. Les conformations du site A et des aminoglycosides au sein de ces complexes sont similaires à celles du site A et de la paromomycine au sein de la sous-unité ribosomique 30S. Ainsi, la stratégie développée permet une description des interactions et des modes de fonctionnement des aminoglycosides proche du contexte naturel mais plus précise, essentielle à notre connaissance du système ARN/aminoglycoside. De ces résultats découlent des lignes directrices laissant envisager sous un jour nouveau la conception d'antibiotiques moins sujets aux résistances et moins toxiques.

Les détails du mécanisme d’une réaction acidobasique sont encore nébuleux au sein de la communauté scientifique. Les résultats présentés dans cet ouvrage suggèrent un modèle mécanistique général basé sur la théorie de l’état de transition pour une réaction acidobasique en milieu aqueux. Ce modèle est proposé après l’analyse méticuleuse de 56 simulations mettant en avant-plan une réaction de transfert de proton entre le phénol et l’acétate dans l’eau. Cette réaction passe par différents nombres d’acteurs, incluant l’acide, la base et le nombre de molécules d’eau impliquées dans le transfert. Ce modèle général regroupe de nombreux mécanismes par lesquels le transfert de proton survient. Il s’agit notamment de procédés impliquant différents nombres de molécules d’eau intermédiaires (1, 2, 3, 4 ou 5), mais aussi des cas où l’acide entre en contact direct avec la base et des cas où la déprotonation de l’acide semble indépendante de la base. Cette proposition présente aussi une nouvelle définition quantitative des mécanismes concerté et séquentiel jusqu’ici différenciés qualitativement dans la littérature. / The details of the acid-base reaction mechanism are still rather vague among the scientific community. The results shown in this document suggest a general mechanism predicated on the transition state theory for the acid-base reaction in an aqueous environment. This model is offered after a meticulous analysis of 56 computational simulations presenting a proton transfer reaction between a phenol derivative and the acetate ion in water. The number of actors greatly varies from one reaction to another, including the acid, the base and the numerous water molecules engaged in the transfer. This general model encompasses many sub-mechanisms leading to the proton transfer completion. Mostly, the processes involve different amounts of bridging water molecules (1, 2, 3, 4 or 5). Yet, it also showcases scenarios where the acid interacts directly with the base and some situations where the acid deprotonation seems to behave independently from the base. This proposal further offers a new, quantitative distinction between the concerted and sequential mechanisms rather than the until-now qualitative description in the literature.