Les travaux de cette thèse ont porté sur le développement de nouvelles méthodes de synthèse autour de la chimie des réactions multicomposants et des réactions de Tsuji-Trost des dérivés nitrés et phosphorylés. Dans le chapitre I, nous avons développé une nouvelle voie d’accès aux indoles propargyliques impliquant des adduits A3 et une réaction d’élimination d’amine en présence du 1,2-dibromoethane. Dans le chapitre II, nous avons démontré la possibilité d’exploiter des réactions de Tsuji-Trost par la formation de produits O-allylés issus des α-hydroxyphosphonates. La méthatèse cyclisante appliquée sur une gamme d’α-hydroxyphosphonates O-allylés a permis de synthétiser des phosphono-oxahétérocycles. Par ailleurs nous avons aussi démontré l’intérêt des α-hydroxyphosphonates du cinnamaldehyde pour des tandems Tsuji-Trost/ Claisen par la formation de dérivés d’acides α allylés. Dans le chapitre III, nous avons décrit un couplage entre les acides boroniques et les nitronates silylés pour aboutir à des oximes α, β insaturés. Par la suite nous avons convertis les oximes α,β-insaturés obtenus en isoxazoles par une cyclisation oxydante . Finalement dans le chapitre IV, nous avons poursuivi sur les réactions de Tsuji-Trost en mettant au point une synthèse de diènes à partir de dérivés nitrés allyliques. Cette réaction a été élargie à la synthèse des naphatlènes substitués en position 1. / The work of this thesis focused on the development of new synthesis methods around the chemistry of multicomponent reactions and Tsuji-Trost reactions of nitro and phosphorylated derivatives. In Chapter I, we developed a new pathway to propargylic indoles involving A3 adducts and an amine removal reaction in the presence of 1,2-dibromoethane. In Chapter II, we demonstrated the possibility of exploiting Tsuji-Trost reactions by the formation of O-allyl products from α-hydroxyphosphonates. The ring closing metathesis applied to a range of O-allylated α-hydroxyphosphonates allowed phosphono-oxaheterocycles to be synthesized. Furthermore, we also demonstrated the interest of α-hydroxyphosphonates from cinnamaldehyde for Tsuji-Trost / Claisen tandems by the formation of α-allylated acid derivatives. In Chapter III, we described a coupling between boronic acids and silylated nitronates to produce α, β-unsaturated oximes. Subsequently we converted the α, β-unsaturated oximes obtained in isoxazoles by an oxidizing cyclization. Finally, in Chapter IV, we continued the reactions of Tsuji-trost by developing a synthesis of dienes from allylic nitro derivatives. This reaction has been extended to the synthesis of naphatlene substituted at the 1-position.

CONTEXTE: Les " Type I Congenital disorders of glycosylation " (CDG-I) comportent des déficits de biosynthèse de l'oligosaccharide lié au dolichol (DLO) qui est nécessaire pour la N-glycosylation des protéines. Ces déficits induisent : 1) une hypoglycosylation des protéines qui serait à l'origine de la pathologie ; et 2) une accumulation de DLO tronqués à partir desquels, par un mécanisme encore inconnu, des structures oligosaccharidiques libres phosphorylées (OSP) sont générées dans le cytosol. Afin de comprendre le rôle de ce processus dans le CDG, il était donc nécessaire de caractériser l'activité qui est à l'origine des OSP.RESULTATS: J'ai caractérisé biochimiquement une DLO diphosphatase (DLODP) qui génère des OSP et du dolichol phosphate à partir de DLO. L'activité DLODP co-fractionne avec un marqueur de l'appareil de Golgi (AG) mais pas avec les enzymes réticulaires qui utilisent le dolichol phosphate. Cette localisation inattendue de DLODP m'a conduit à étudier la génération des OSP dans les cellules en utilisant la bréfeldine A (BFA) qui fusionne l'AG avec le RE. La BFA ne modifie pas les taux de DLO tronqués ni ceux des OSP cytoplasmiques dans un modèle cellulaire de CDG-I. Cependant, dans ces cellules et dans les cellules témoins, la BFA induit une forte augmentation des OSP dans le système endomembranaire à partir de DLO non-tronqués.CONCLUSION: L'identification de différents pools d'OSP, topologiquement distincts et pouvant être modulés de façon indépendante, révèle la multiplicité des mécanismes pour la génération d'OSP et suggère que la DLODP Golgienne n'est pas forcément l'enzyme responsable de la génération des OSP dans le contexte de CDG-I. / BACKGROUND: Type I congenital disorders of glycosylation (CDG-I) are caused by genetic defects in the biosynthetic pathway for the dolichol-linked oligosaccharide (DLO) that is required for protein N-glycosylation. These mutations result in the accumulation of truncated DLO and protein hypoglycosylation. Although protein hypoglycosylation is thought to be the main pathogenic factor in CDG-I, the role of truncated DLO intermediates in cellular homeostasis is not clear. Truncated DLO intermediates are known to give rise to cytoplasmic oligosaccharyl phosphates (OSP) by an uncharacterized mechanism. To understand this DLO editing process biochemical and molecular characterization of the activity that generate OSP is needed.RESULTS: I biochemically characterized a DLO diphosphatase (DLODP) that generates OSP and dolichol phosphate from DLO. Subcellular fractionation of mouse liver homogenates demonstrated a microsomal activity that co-distributes with a Golgi apparatus (GA) marker but not with endoplasmic reticulum (ER)-situated dolichol phosphate utilizing enzymes. This unexpected localization of DLODP prompted me to study OSP generation in cells using brefeldin A (BFA), which fuses the GA with the ER. BFA did not affect the levels of truncated DLO or cytoplasmic OSP, present in a cellular model of CDG-I. However, in these, and control cells, BFA caused striking increases of OSP within the endomembrane system. CONCLUSION: the identification of topologically distinct, independently modulated, OSP pools indicates multiple mechanisms for OSP generation and suggest that the GA-situated DLODP may not be the enzyme responsible for OSP generation in CDG-I.

Ce manuscrit est consacré à l’élaboration de phases monolithiques à base de dioxyde de titane pour les techniques séparatives appliquées à l’analyse des produits phosphorylés. La partie bibliographique situe d’abord l’intérêt des monolithes pour le développement des techniques séparatives en portant une attention particulière à la problématique de miniaturisation. L’état de l’art sur l’utilisation du dioxyde de titane, dans les sciences séparatives, est ensuite établi. À ce niveau, les principales caractéristiques physico-chimiques et chromatographiques de ce matériau sont revues pour les lits particulaires. Un descriptif de la synthèse des monolithes de dioxyde de titane par le procédé sol-gel est ensuite détaillé avant d’illustrer la mise en oeuvre de ce type de colonnes dans les techniques séparatives. La partie expérimentale est axée d’abord sur la compréhension du comportement du dioxyde de titane particulaire en chromatographie liquide à interaction hydrophile (HILIC). Le travail expérimental est ensuite orienté vers l’élaboration d’un procédé sol-gel répétable, permettant d’obtenir le matériau sous le format monolithique. Dans un premier temps, le support est élaboré sous forme de barreau, dont l’utilisation potentielle après mise en colonne est illustrée dans le cadre de la purification et de l’enrichissement des acides aminés phosphorylés. Des adaptations de protocole sont apportées pour la synthèse in situ de ces monolithes à l’intérieur des capillaires afin de répondre aux contraintes des techniques séparatives miniaturisées. Ces monolithes sont caractérisés en HILIC, par comparaison avec les phases particulaires. Pour terminer, les propriétés chromatographiques originales de ces phases sont mises à profit pour la séparation et le traitement d’échantillons, contenant des produits phosphorylés / This manuscript is dedicated to the development of monolithic titania phases for chromatographic analysis of phosphorylated compounds. The bibliography section first summarizes the interest of monolithic phases for the development of separation techniques while emphasizing on the problem of miniaturization. The state of the art on the use of titanium dioxide in liquid chromatography techniques is established. In this subject, the physico-chemical and chromatographic behaviour of this material are reviewed for particle beds. Then a detailed description of the sol-gel synthesis of monolithic titania is presented with a final illustration of the potential use of this support in separation techniques. The experimental part concentrates first on the analysis of the chromatographic behaviour of particulate titania in the hydrophilic interaction mode (HILIC). The work is then focused on the development of a repeatable sol-gel process that enables the formation of monolithic titania. The monolithic phase is first synthesized at a large scale, and its potential use, after column cladding, is illustrated with the purification and enrichment of phosphorylated amino acids. The elaboration process is also adapted to meet with the miniaturized separation techniques by performing an in situ synthesis route within capillary columns. These columns are characterized in HILIC by comparison with the chromatographic properties observed for titania particulate beds. The original behaviour of native titania observed also for the synthesized monolithic phases is finally applied to the separation and sample treatment of mixtures of phosphorylated products

Ce travail fait l’objet d’une avancée scientifique dans le développement de la technique d’IRM rehaussée par l’effet Overhauser dans la souris à 0,2 T. Cette dernière repose sur le transfert de polarisation des spins électroniques saturés d’un radical libre vers les spins des protons (généralement de l’eau) voisins pour rehausser le signal RMN du proton. Notre équipe a développé cette technique pour détecter une activité protéolytique au travers de deux stratégies. La première partie de la thèse a été de détecter pour la première fois une activité protéolytique in situ dans des souris saines et in vitro sur cellules vivantes. L’efficacité du rehaussement par effet Overhauser repose sur le temps de corrélation des spins des électrons non-appariés. Un radical nitroxyde greffé à l’élastine a été utilisé comme substrat. La protéolyse de ce dernier par des élastases pancréatiques a conduit l’observation en 3D d’un rehaussement du signal RMN de plus de 10 fois dans le tube digestif de souris vivantes. De plus, des développements méthodologiques, tels que l’implémentation de la séquence TrueFISP, le sous-échantillonnage par la méthode “Keyhole”, et la reconstruction des données en 3D ont été faits. La deuxième stratégie repose sur des molécules de nitroxyde ayant l’unique propriété de pouvoir décaler leurs pics de résonance après hydrolyse. Un nitroxyde phosphorylé en position Béta pouvant être détecté à deux fréquences spécifiques différentes avant et après hydrolyse d’un groupement chimique a été synthétisé par des chimistes à Marseille. L’hydrolyse de cette macromolécule a été observée in vivo dans l’estomac de souris saines avec des rehaussements de plus de 400% et imagée en 3D avec une bonne résolution spatio-temporelle. Ainsi, une prochaine étape serait de poursuivre ce travail sur un modèle pathologique et développer cette technique à un champ magnétique plus bas. / This work relates the continuity and advances in the implementation of the Overhauser-enhanced Magnetic Resonance Imaging technique on a 0.2 T scanner. Briefly, OMRI technique is based on polarization transfer of saturated electronic spins from free nitroxide radicals to proton spins of surrounding water molecules in the aim to drastically enhance proton NMR signal. To this technique, our research team has merged specific strategies for proteolytic activity detection. The first strategy relies on a 3D visualization of proteolytic activity happening in intact living cells or in vivo in healthy mice. With an Overhauser switch based upon changes in molecular tumbling time, high Overhauser enhancements of 10-fold were observed in the intestinal tract of mice after that elastolytic activity of our probe: the nitroxide-labeled elastin macromolecule took place. In addition, MRI developments - TrueFISP sequence implementation, undersampling Keyhole method and data reconstruction were carried out for imaging these rapid biological processes. A second exquisite strategy is also described using nitroxides with shifting resonant peaks. Here, a Beta-phosphorylated nitroxide molecule was specifically detected at two distinct frequencies: one for its substrate and the other for its product once hydrolysis took place. This hydrolysis was imaged in 3D in the stomach of living mice with Overhauser enhancements of more than 400% and with a good spatiotemporal resolution. The perspectives of this work lie on a future detection of a pathological proteolytic activity in vivo and eventually and development of very low magnetic field OMRI.