Au-delà de son importance dans l'industrie nucléaire, la chimie d'oxydoréduction de l'uraniumretient de plus en plus l'attention des chercheurs. En effet, la capacité toute particulière descomplexes d'uranium à bas degré d'oxydation à promouvoir des réductions originales par desvoies inhabituelles suscite actuellement un grand intérêt, tout particulièrement leur aptitude àactiver dans des conditions douces des petites molécules telles CO, CO2, N2, ou encore descomposés aromatiques et des azotures. Les composés d'uranium, de part leurs propriétés decoordination tout à fait uniques pourraient offrir une alternative aux métaux de transitionclassiques pour la conception de catalyseurs. Cependant, comparativement aux métaux du bloc d,les processus polyélectroniques sont rares dans la chimie de l'uranium à bas degré d'oxidation quiest dominée par les transferts monoélectroniques. C'est pourquoi le développement de nouveauxcomplexes d'uranium capables de réaliser des réductions poly-électroniques est particulièrementintéressant. Le premier objectif de ce travail était d'associer à l'uranium des ligands non-innocentsservant de réservoir d'électrons. Ainsi nous avons utilisé des bases de Schiff p-conjuguées pourexplorer la chimie de cet élément à bas degree d'oxydation. Cela nous a permis d'isoler descomplexes riches en électrons dans lesquels des électrons sont stockés sur le ligand via laformation de liaisons C-C. Ces mêmes liaisons sont rompues en présence d'agent oxydant, et lesélectrons sont libérés pour réaliser des transformations polyélectroniques. Ce procédé a étéobservé pour plusieurs bases de Schiff, permettant de moduler les propriétés des composés. Dansune seconde approche, nous nous sommes intéressés à la synthèse et à l'étude de la réactivité denouveaux complexes d'uranium trivalent supportés par des ligands silanolates. De nouveauxcomposés dinucléaires d'uranium à basse valence ont été obtenus. Ces composés très réactifsdécomposent spontanément en clivant des groupements tertiobutyls des ligands, conduisant à laformation de complexes d'uranium(IV). En parallèle, un complexe monoanionique mononucléaired'U(III) a été isolé, nous permettant de comparer la réactivité de l'uranium trivalent dans différentsenvironnements stériques et électroniques. Ces études de réactivité ont permis de stabiliser unexemple rare de dimère d'uranium ponté par un groupement CS22- et ont mis en évidence lacapacité de l'uranium trivalent à promouvoir la dismutation de CO2 en carbonate et CO. La réactionde ces composés d'uranium trivalent vis-à-vis d'azotures organiques et inorganiques a produit denouveaux nitrures et nitrènes d'uranium originaux. Enfin, la capacité de ces agents réducteurspuissants à transférer des électrons au toluène a permis d'isoler une famille de complexessandwiches inversés où deux cations uranium sont liés de part et d'autre d'un cycle aromatique.

L’objectif de ma thèse était d’améliorer les connaissances sur le rôle des liaisons métal-thiolates au sein des métalloenzymes en utilisant une approche bio-inspirée par l’étude des propriétés structurales, électroniques et/ou magnétiques de modèles chimiques ainsi que de leur réactivité.Dans ce contexte, nous avons synthétisé deux complexes de NiFe, modèle structuraux et fonctionnels de l’hydrogénase [NiFe], capables de produire H2 efficacement de manière électrocatalytique de H2. Des espèces intermédiaires ont été synthétisées et caractérisées par différentes techniques spectroscopiques. L’inhibition réversible de l’activité catalytique de ces catalyseurs en présence de CO a été étudiée et discutée.Nous décrivons également un nouvel exemple de complexe de Mn-thiolate, dont l’un des thiolates coordonné à un Mn est protoné. Ce complexe est capable d’activer l’oxygène moléculaire (O2) et de le réduire de manière catalytique par un processus à deux électrons en présence d’une source de protons et d’un agent de réduction. L’activation et la réduction de l’oxygène ont été étudiées en conditions stœchiométriques et catalytiques. Des complexes de Mn à hauts degrés d’oxydation résultant de l’activation d’O2 ont été isolés et caractérisés. Leur réactivité vis-à-vis de l’hydrogène (HAT) et de l’oxygène (OAT) a été évaluée.Une série de complexes métal-halogénure pentacoordinés, MIIIX (M = Mn ou Co ; X = Cl, Br, I) a été étudiée pour comprendre le rôle du métal dans la conversion disulfure/thiolate. Il a été montré que cette conversion est réversible pour les deux ions métalliques mais que le processus est plus rapide et quantitatif dans le cas du système à base de Co par rapport à celui du Mn. Ce travail nous a permis de comprendre comment les propriétés redox et électroniques du métal peuvent intervenir sur l’efficacité de cette interconversion.Enfin les propriétés magnétiques de la série des complexes de CoIII contenant un halogénure ont été étudiées. Ces complexes présentent un spin S = 1 intermédiaire et leur anisotropie magnétique est sensible à la nature de l’halogénure de manière inattendue : la plus grande valeur de D a été mesurée pour le complexe chloré et la plus petite pour le composé iodé. Ce comportement a été rationalisé au travers d’une étude théorique. / The aim of my thesis was to improve the knowledge on the role of metal-thiolate bonds in metalloenzymes using a bio-inspired approach by investigating the structural, electronic and/or magnetic properties of chemical models as well as their reactivity.In this context, we report the synthesis and analysis of two heterodinuclear NiFe complexes, structural and functional models of the active site of [NiFe] hydrogenase, which produce H2 electrocatalytically at high rates. Intermediate species have been generated and characterized by different spectroscopic techniques. The reversible inhibition of the catalytic activity by CO has been also investigated and discussed.We also describe the synthesis and characterization of a new manganese-thiolate complex, bearing a pendant thiol group bound (in its -SH form) to one MnII ion. This complex is capable of activating dioxygen, and is an active catalyst for selective 2-electron O2 reduction in the presence of a one-electron reducing agent and a proton source. The O2 activation and reduction pathways have been studied under both stoichiometric and catalytic conditions. Several high valent Mn complexes resulting from O2 activation have been isolated and characterized and their reactivity toward hydrogen or oxygen atom transfer (HAT or OAT, respectively) has been evaluated.A series of pentacoordinated metal-halide complexes MIIIX (M = Co and Mn ; X = Cl, Br, I) has been investigated with the aim of understanding the role of the metal ion in disulphide/thiolate interconversion. While such conversion is reversible in the presence of both Co and Mn, the process becomes much faster and quantitative for the Co–based system with respect to the Mn one. Besides, this work has allowed improving the understanding of how the electronic and redox properties of the metal centers should be fine-tuned to permit a disulphide/thiolate (inter)conversion, mediated by metal ions, to occur efficiently.Finally, the magnetic properties of the series of mononuclear CoIIIX complexes have been investigated. They display a rare intermediate S = 1 spin state and their magnetic anisotropy is sensitive to the nature of the halide in an unexpected way: the largest D-value has been measured for the chloride compound and the smallest for the iodide one. This behavior has been rationalized through a theoretical study.

Les aptamères correspondent à de courtes séquences d'oligonucléotides possédant une forte affinité et spécificité envers un ligand (petites molécules organiques, peptides, acides nucléiques, protéines, cellules). Du fait de leurs remarquables propriétés, ils sont utilisés comme alternative aux anticorps dans les dispositifs de type biocapteur/biopuce, notamment pour la détection de petites molécules (PM < 2000 Da). L'imagerie de résonance des plasmons de surface (SPRi) est une technique de détection optique qui a gagné une attention croissante ces dernières années. Elle est basée sur un principe de variation de l'indice de réfraction d'une surface sélective lors de l'interaction sonde/cible. Sa sensibilité est néanmoins limitée aux molécules de poids moléculaire supérieur à 2000 Da. Dans le cadre de ces travaux, nous avons développé une biopuce à aptamères pour à la détection d'une petite molécule, l'adénosine, au moyen de la technique de résonance des plasmons de surface (SPR). Pour cela, deux différentes stratégies ont été développées. La première combine l'utilisation de nanoparticules d'or (AuNPs) pour l'amplification du signal SPRi avec l'ingénierie des séquences d'aptamères. La seconde stratégie est basée sur l'exploitation de la stabilité thermodynamique apportée par l'interaction de la cible (adénosine) avec les séquences d'aptamères. Le dispositif SPR est alors couplé à un système de régulation de température, permettant ainsi d'assurer la dissociation des complexes et d'établir des profils de dénaturation caractéristiques. Nos résultats initient ainsi une nouvelle approche dans la détection de petites molécules par SPRi et ouvrent de nouvelles perspectives de développement des biocapteurs à aptamères. / Aptamers are single-stranded DNA (ssDNA) or RNA molecules capable of binding to target molecules, including proteins, metal ions and drugs. Because of their specific binding abilities and many advantages over antibodies (higher stability, lower cost, easy chemical modification…), they provide a great opportunity to produce sensing surfaces for effective and selective detection of small molecules. Surface Plasmon Resonance imaging (SPRi) has become one of the most widely used label-free method for the study of biorecognition events on sensor surfaces. This technique provides a rapid approach, however, limited by low refractive index changes occurring when small molecules (<2000 Da) are captured on the sensor. Whereas significant reflectivity variation is observed upon the interaction of large molecules like proteins with the sensing interface, for small molecules targets such adenosine, the reflectivity variation is often too small to be detected by SPRi. Thereby, only few studies have been reported so far on SPRi-based biosensor for small molecules detection using aptamers. In this work, we developed two bioassay strategies for the detection of a model small molecule, adenosine, using Surface Plasmon Resonance imaging. The first one combines the SPRi signal enhancement effect induced by gold nanoparticles (AuNPs) with the advantage of using engineered DNA aptamers. The experimental results have demonstrated that the presence of gold nanoparticles and adenosine, which works as a molecular linker between engineered aptamer fragments, can significantly increase the SPRi response. The second strategy is based on the thermodynamics of binding between adenosine and its aptamer. To that end, SPRi technique was coupled with rigorous temperature control and aptamer duplex stability was monitored (affected by target binding) by quantification of melting transitions. Our results initiate a new approach for small molecule detection using SPRi with the aim to validate future prospects for integration in parallelized platform.

L’utilisation massive de ressources fossiles carbonées pour des applications énergétiques est aujourd’hui pointée du doigt comme responsable du changement climatique. Le CO₂ émis lors de la combustion de ces ressources augmente l’effet de serre, induisant ainsi un réchauffement de la planète. Afin d’atténuer ce changement climatique, l’utilisation des énergies renouvelables est de plus en plus favorisée et le stockage de cette énergie sous forme d’hydrogène semble prometteur pour pallier à l’intermittence saisonnière de ces ressources. Une voie de stockage de l’hydrogène consiste à le faire réagir avec du CO₂ afin d’obtenir des carburants liquides telles que l’acide formique et le méthanol. Ces liquides peuvent alors être transportés facilement et lorsque l’énergie vient à manquer l’hydrogène peut être régénéré par déshydrogénation de ces molécules grâce à des catalyseurs. Dans cette thèse nous avons développé des complexes organométalliques en vue d’activer CO₂ et H₂, ce qui nous a permis d’acquérir un savoir fondamental. Le ligand triphos étant très connu pour coordiner des complexes qui catalysent ces réactions d’hydrogénation et de déshydrogénation, nous nous sommes d’abord concentrés sur le développement de ligands similaires. Nous avons synthétisé de nouveaux complexes de Fe (II), Co (II) et Cu (I) avec ces ligands. Ceux-ci se sont révélés actifs en hydroboration du CO₂. Un complexe de ruthénium a été greffé sur silice par son ligand, afin de pouvoir être recyclé lors des catalyses. Dans une deuxième partie, nous avons synthétisé un nouveau ligand aux des propriétés participatives potentielles. Un complexe de cuivre(I) coordiné par ce ligand a permis d’activer H₂ grâce à une participation métal-ligand.Enfin, un complexe de cobalt(I) coordiné par ce ligand est le premier composé à base de cobalt capable de déshydrogéner l’acide formique. / The extensive use of fossile fuel is currently causing climate change. Anthropogenic emissions of CO₂ enhance the greenhouse effect, resulting in global warming. In order to mitigate this climate change, the share of renewable energy is increasing and hydrogen seems to be a good candidate to stock energy to compensate the seasonal variations of those energies. One way to store H₂ is the hydrogenation of CO₂ to synthesise liquid molecules as formic acid and methanol. Those liquids can be conveyed in an easier way. In case of a lack of energy, H₂ can be recovered through dehydrogenation of those molecules thinks to catalysts. In this thesis, we studied the synthesis of organometallic complexes able to activate those small molecules, thus, growing a fundamental knowledge. As a number of triphos-metal complexes are known to catalyse hydrogenation and dehydrogenation reactions, we focused on the elaboration of ligands alike. With those ligands in hand, several non-noble metal based complexes (Fe (II), Co (II) and Cu (I)) were synthesized, which are active in CO₂ hydroboration catalysis. A complex of ruthenium(II)was grafted on silica through one of this ligand, in order to recycle it when it used as a catalyst. On the second hand, we designed a new ligand which could favor metal-ligand cooperativity. H₂ was succesfully activated with a copper(I) complex coordinated by this ligand, demonstrating that cooperation of the ligand. Finally, the first known cobalt complex active in dehydrogenation of formic acid was synthesised.

De par leur qualité d’accumulation de triacylglycérol (TAG) sous forme de gouttelettes lipidiques (LDs) lors destress abiotiques, les microalgues oléagineuses se sont imposées comme des modèles d’études d’intérêt pour denombreuses applications biotechnologiques (nutrition, chimie verte, biocarburants, santé humaine). Ces stresssont cependant responsables d’un arrêt de la croissance et de production de biomasse. Un criblage de petitesmolécules visant à favoriser l’accumulation de TAG chez la diatomée Phaeodactylum a mis en lumière 34composés connus pour agir sur certaines voies métaboliques de signalisation. Une étude approfondie des effetsdu 17α-éthynylestradiol est proposée. La mise en lumières de composés ciblant les nucléotides cycliques et lesoxylipines nous a conduit à réévaluer les effets du monoxyde d’azote (NO.) et à détecter la présenced’isoprostanoïdes après un stress oxydant chez Phaeodactylum.Les LDs sont des structures conservées, des procaryotes jusqu’aux endosymbiontes secondaires, présentant uncoeur hydrophobe entouré d’une monocouche de lipides polaires dans laquelle s’enchâssent des protéines defaçon transitoire ou permanente. Ces protéines peuvent jouer un rôle structural ou être impliquées dans labiologie de la gouttelette. Après optimisation d’un protocole de purification, nous avons déterminé leglycérolipidome et le protéome de la LD de Phaeodactylum. Le coeur hydrophobe des LDs est constituéuniquement de TAG entouré d’une monocouche de lipides polaires composée de phosphatidylcholine (PC),sulfoquinovosyldiacylglycérol (SQDG) et de deux espèces moléculaires (20:5-16:1 et 20:5-16:2) de DGTA, unbétaine lipide. Un stérol libre localisé probablement dans la monocouche, le brassicastérol, a été égalementdétecté. Un enrichissement spécifique en β-carotène a été observé. Le protéome de la LD est composé de 86protéines incluant notamment la LD-protéine StLDP, des acteurs du métabolisme, des protéines associées à desorganites membranaires, au traitement de l’information génétique ou encore des chaperonnes impliquées dans lecontrôle qualité des protéines. Ces travaux nous éclairent sur la biogenèse et la découverte de possiblesnouvelles fonctionnalités de la LD de Phaeodactylum. Nous proposons un nouveau modèle architectural pour laLD nous interrogeant sur ses origines. Des perspectives d’études, pour la caractérisation fonctionnelle desacteurs protéiques de la LD et sur une relocalisation de la LD vers la membrane plasmique pour favoriser sonextraction, sont proposées. / Due to their quality of triacylglycerol (TAG) content in the form of lipid droplets (LDs) accumulating upon abioticstresses, microalgae have emerged as models of interest for many biotechnological applications (nutrition, greenchemistry, biofuels, human health). These stresses, however, are responsible for a growth arrest and lowbiomass yield. A phenotypic screen of small molecules triggering TAG accumulation in Phaeodactylumhighlighted 34 compounds known to act on specific metabolic and signaling pathways. A detailed study of theeffects of 17α-ethynylestradiol is proposed. The identification of compounds interfering with cyclic nucleotides andoxylipins led us to re-evaluate the effects of nitric oxide (NO.) and to characterize the activity of isoprostanoidsafter oxidative stress in the diatom Phaeodactylum.LDs are subcellular structures, conserved from prokaryotes to secondary endosymbionts, containing ahydrophobic core surrounded by a monolayer of polar lipids to which proteins transiently or permanentlyassociate. These proteins may play a structural role or be involved in the function of the droplet. After optimizationof a purification protocol, we determined the glycerolipidome and the proteome of the LD of Phaeodactylum. Thehydrophobic core is only made of TAG surrounded by a monolayer of polar lipids consisting ofphosphatidylcholine (PC), sulfoquinovosyldiacylglycerol (SQDG) and two molecular species (20:5-16:1 and 20:5-16:2) of DGTA, a betaine lipid. A sterol probably located in the monolayer, brassicasterol, was also detected.Specific enrichment of β-carotene has been observed. The proteome of the LD is composed of 86 proteinsincluding most notably the LD-protein StLDP, metabolic actors, organelle membrane associated proteins, proteinsimplicated in the treatment of genetic information or chaperones involved in protein quality control. This thesisallows us a better understanding of the biogenesis and the discovery of possible new functionalities of thePhaeodactylum LD. We propose an architectural model for the LD, and address the question of its origins. Futureprospects on the functional characterization of LD proteins and relocation of LD to the plasma membrane topromote its extraction are proposed.

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La détection de petites molécules est d'un grand intérêt dans les domaines pharmaceutique, environnemental, alimentaire et de la biologie clinique. Les aptamères, sélectionnés par la méthode SELEX (pour Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment), sont des oligonucléotides qui se lient à une cible donnée avec une affinité et une spécificité importantes. L'objectif de ce travail est d'établir de nouvelles méthodologies analytiques basées sur l'utilisation des aptamères pour la détection de petites molécules. Dans un premier temps, une méthodologie par électrophorèse capillaire, dérivée du concept de déplacement du brin complémentaire de l'aptamère, est décrite pour la détection simultanée de plusieurs analytes dans un seul capillaire. La deuxième étude se focalise sur le développement d'un aptacapteur colorimétrique simple, rapide et peu coûteux, qui utilise le concept général de protection enzymatique de l'aptamère et les nanoparticules d'or en tant que système de transduction. Enfin, deux méthodes par polarisation de fluorescence, basées sur le concept de déplacement (du brin complémentaire ou de l'aptamère lui-même), sont présentées afin d'accroitre les potentialités des aptacapteurs dédiés à la détection des petites molécules.

Les méthodes de criblage virtuel sont largement utilisées dans le processus de conception de médicaments afin de réduire le nombre de composés à tester expérimentalement. Cependant, les résultats obtenus par criblage virtuel ne sont que des prédictions et leur fiabilité n'est pas garantie. L'évaluation de ces méthodes est donc essentielle pour guider le bioinformaticien dans le choix de l'outil et du protocol adaptés dans les conditions de son expérience. Dans une première étude, nous avons développé une nouvelle métrique pour l'analyse des résultats de criblage : la Courbe de Prédictivité. Cette métrique permet une analyse fine de la pertinence des scores d'affinité pour la détection de composés actifs et complète les métriques existantes, permettant une meilleure compréhension des résultats de criblage. Lors de notre projet suivant, nous avons souhaité faciliter ce processus d'analyse en intégrant l'ensemble des métriques de criblage virtuel dans un outil web interactif : Screening Explorer. Une seconde partie de ma thèse a consisté en la recherche de nouveaux inhibiteurs du VIH (Virus de l’Immunodéficience Humaine). L'équipe génomique de notre laboratoire a identifié plusieurs gènes dont l'expression influence le développement du SIDA, révèlant ainsi de potentielles cibles thérapeutiques. Une étude bibliographique a permis d'identifier plusieurs composés inhibiteurs de ces cibles. La société Peptinov, associée à notre laboratoire, va prochainement estimer le potentiel thérapeutique de ces composés dans des essais in vitro (i) d'infection par le VIH, (ii) de prolifération virale et (iii) de réactivation virale. / Virtual screening methods are widely used in drug discovery processes in order to reduce the number of compounds to test experimentally. However, virtual screening results are only predictions and their reliability is not guaranteed. Evaluating these methods is crucial to guide the bioinformatician in the choice of the right tool and protocol according to the conditions of his experiment. In a first study, we developed a new metric to analyze the results of virtual screening: the Predictiveness Curve. This metric allows to finely analyze the relevance of binding scores for the detection of active compounds and complete existing metrics, allowing a better comprehension of screening results. In a following project, we facilitated the analysis process by integrating all of the virtuel screening metrics in an interactive tool: Screening Explorer. The second part of my thesis consisted in the research of novel HIV inhibitors. The genomic team of our laboratory identified several genes whose expression influence the development of AIDS, therefore revealing potential therapeutic targets. A bibliographic study allowed to identify compounds that can inhibit those targets. The company Peptinov, associated to our laboratory, is currently estimating the therapeutic potential of the compounds in vitro in assays of (i) HIV infection, (ii) viral proliferation and (iii) viral reactivation.

La détection de petites molécules est d'un grand intérêt dans les domaines pharmaceutique, environnemental, alimentaire et de la biologie clinique. Les aptamères, sélectionnés par la méthode SELEX (pour Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment), sont des oligonucléotides qui se lient à une cible donnée avec une affinité et une spécificité importantes. L'objectif de ce travail est d'établir de nouvelles méthodologies analytiques basées sur l'utilisation des aptamères pour la détection de petites molécules. Dans un premier temps, une méthodologie par électrophorèse capillaire, dérivée du concept de déplacement du brin complémentaire de l'aptamère, est décrite pour la détection simultanée de plusieurs analytes dans un seul capillaire. La deuxième étude se focalise sur le développement d'un aptacapteur colorimétrique simple, rapide et peu coûteux, qui utilise le concept général de protection enzymatique de l'aptamère et les nanoparticules d'or en tant que système de transduction. Enfin, deux méthodes par polarisation de fluorescence, basées sur le concept de déplacement (du brin complémentaire ou de l'aptamère lui-même), sont présentées afin d'accroitre les potentialités des aptacapteurs dédiés à la détection des petites molécules. / Small biomolecule detection is of great interest and importance in the pharmaceutical, environmental, food and clinical fields. Aptamers, selected by SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment), are oligonucleotides that bind to a target with high affinity and specificity. The objective of the work is to establish novel methodologies of aptamer-based assays for the small biomolecule detection. In the first work, a rationalized capillary electrophoresis strategy, derived from the structure-switching aptamer concept, is described for the design of simultaneous detection of multiple analytes. The second work based on a gold nanoparticle colorimetric sensing strategy allows a rapid, label-free, homogeneous assay for small molecule using an aptamer enzymatic cleavage protection strategy. In the third work, two aptamer-based fluorescence polarization approaches, using the displacement concept, are described to improve the potentialities of the small molecule-dedicated aptasensors.

Le criblage virtuel est de plus en plus utilisé dans les programmes de recherche de nouveaux principes actifs. L’augmentation considérable du nombre de structures résolues a favorisé le recours aux méthodes basées sur la structure de la cible comme le docking. Néanmoins, le choix de la/des structure(s) à utiliser demeure une question d’actualité. Pour tenter d'apporter une réponse, les résultats des études de docking menées sur la banque d’évaluation de référence (DUD) ont été analysés en prenant en compte les propriétés des sites de liaisons des structures de référence. D’intéressants résultats ont été obtenus mettant en évidence l'influence du volume et de l’ouverture des sites actifs sur les performances des méthodes. Ces critères de sélection simples et peu coûteux peuvent servir pour l’optimisation de protocoles de docking.Alors qu’aucune petite molécule inhibitrice du TNFα n’est actuellement commercialisée, l’application d’un protocole hiérarchique de criblage virtuel/in vitro, a permis d’identifier des touches actives. L’une d’elle, de squelette benzènesulfonamide a fait l’objet de pharmacomodulation en vue d’obtenir des analogues optimisés. Vingt molécules inédites ont été synthétisées et testées in vitro et certaines ont montré une activité intéressante. L’ensemble des données obtenues apportent des éléments importants de relation structure-activité. Ces résultats peuvent être exploités pour la conception de molécules innovantes ciblant le TNFα ce qui serait une avancée prometteuse pour le traitement des pathologies liées à une surproduction de cette cytokine comme la polyarthrite rhumatoïde et la maladie de Crohn. / Virtual screening is widely used in drug discovery programs. The increasing number of resolved structures favored the use of Structure Based Virtual Ligand Screening methods like docking. Nevertheless, the choice of the structure(s) used as reference remains a topical issue when several are available. In this work, DUD database docking results were analyzed taking into account the properties of the query structure(s) binding sites. Interesting results were obtained highlighting the influence of active site volume and opening on methods performances. These simple and inexpensive “binding site properties-based” guidelines could be helpful to optimize future docking protocols.Despite important effort, no active small molecule targeting TNFα has been released so far. The use of a virtual/ in vitro hierarchical approach screening allowed identifying some active hits. Starting from one of them with a benzenesulfonamide structure, pharmacomodulation was achieved in order to obtain optimized analogs. Twenty new chemical derivatives with an original structure were synthesized and tested in vitro. Some of them exhibited an interesting activity. Moreover, data obtained provide important elements of structure-activity relationship. These results could constitute the basis for innovative small molecule TNFα-targeted therapeutics which would be a promising step for the treatment of diseases related to overproduction of this cytokine such as rheumatoid arthritis and Crohn's disease.