Les méthodes RMN standard appliquées à l'analyse structurale des protéines sont basées sur la mesure d'informations géométriques locales entre protons. Le manque de contraintes à longue portée est un facteur limitant pour l'étude des protéines modulaires, des complexes protéiques et des assemblages supramoléculaires. La deutération des échantillons est nécessaire pour l'étude de ces systèmes de grande taille. Néanmoins, le remplacement des protons par du deutérium limite le nombre de contraintes structurales détectables, en particulier des contraintes de distances de types NOEs. Pour résoudre ce problème, une stratégie basée sur la protonation de quelques sites discrets a été mise en place. La protonation spécifique des méthyles dans des protéines constitue un choix optimal pour l'obtention de contraintes à longue portée. Les protocoles de marquage spécifique des méthyles des Isoleucines, des Valines et des Leucines ont été implémentés et optimisés, et une nouvelle méthode de protonation spécifique des Alanines a été développée. Dans des systèmes de taille modérée, l'utilisation de ce type de marquage combiné aux développements d'expériences RMN adaptées permet la détection de contraintes (NOEs et RDCs) entre paire de méthyles séparés par plus de 12 Å. Une méthode robuste a été développée pour extraire des distances avec une très haute précision. Cette approche s'applique également à des protéines de grande taille, ainsi des NOEs entre méthyles distants par plus de 7 Å sont détecté dans un assemblage supramoléculaire de 468 kDa.

Une double dynamique traverse l'œuvre de Mongo Beti, et ce dès 1953 et ses débuts en littérature : en premier lieu, un engagement inflexible, intransigeant, que l'écrivain brandit comme un signe identificateur de son esthétique romanesque et de son action citoyenne. En second lieu, un courant d'échanges souvent fructueux s'instaure entre " prose latérale " (écrits journalistiques et politiques, essais, pamphlets) et production fictionnelle. Autant dire que l'homme et l'œuvre, pour reprendre une formule désuète, sont indissociablement liés et que les combats de l'un trouve toujours un écho et une transposition, plus ou moins distanciée selon les périodes, dans l'autre. Dans le sillage de Sartre et fidèle en cela à la volonté affichée par les promoteurs de la revue Les Temps modernes, Beti refuse le silence du clerc. Et si trahison il y a, elle se niche, selon lui, dans le refus obstiné de dire l'injustice criante et les manquements aux droits de l'homme. C'est cette ligne de conduite idéologique et scripturaire qui unit tous les ouvrages de Mongo Beti, de la " chronique coloniale " aux " romans d'un retour au pays natal " que ce travail souhaite mettre en évidence, tout en s'interrogeant sur les limites et les tensions qu'engendre une telle posture. Mais, parce qu'il n'est pas un propagandiste appointé mettant son œuvre au service d'une cause qui la transcenderait, Beti évite le piège du roman à thèse - même si certains textes, ceux du " cycle Dzewatama " en particulier, témoignent d'un didactisme pesant - et livre une œuvre qui est avant tout le témoignage passionné et ironique sur plus de soixante-dix ans de l'histoire, souvent douloureuse et tragique, parfois drolatique, de l'Afrique.

Les rayonnements ionisants (RI) traversent les tissus humains, y déposent de l'énergie et la dissipent en fragmentant des molécules. Les fragments obtenus peuvent être mis en évidence par spectrométrie de masse. Malgré la quantité d'informations obtenue expérimentalement à partir du spectre de masse, l'expérience seule ne peut pas répondre à toutes les questions concernant les mécanismes de fragmentation des bases de l'ADN/ARN, et l'étude issue des méthodes quantiques est un complément précieux à ces informations. L'étude théorique permet de connaître les liaisons moléculaires rendues faibles dans chaque base par ionisation et ainsi de prévoir les mécanismes de fragmentation et les fragments produits. Le but de ce travail est d'étudier l'ionisation et les mécanismes de fragmentation de bases de l'ADN/ARN (Uracile, Cytosine, Adénine et Guanine) et d'identifier les cations correspondants à chaque pic des spectres de masse. Nous avons effectué nos calculs en utilisant la DFT avec la fonctionnelle PBE. Dans cette thèse, pour toutes les bases d'ARN, la réaction de rétro Diels-Alder est une des voies principales de dissociation (élimination de HNCO ou de NCO*) à l'exception de l'adénine qui n'a pas d'atome d'oxygène. La perte d'une molécule NH3 (NH2*) est aussi un chemin commun à toutes les bases contenant un ou plusieurs groupes amine. Egalement, la possibilité de la perte d'un hydrogène à partir des cations est également envisagée, ainsi que la dissociation de ces cations déshydrogénés et des bases protonées, en se limitant à l'uracile. Ce travail montre tout l'intérêt de l'apport de calcul (DFT) à l'interprétation des spectres de masse de bases de l'ADN

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Hydratationsverhaltens von alkylsubstituierten Aminen und deren korrespondierenden Ammoniumionen mit Hilfe von Car-Parrinello-Moleküldynamik Simulationen (CPMD). Dabei konnten Fragestellungen hinsichtlich der Koordinationszahlen, des Lösungsmittelaustausches und der molekülspezifischen pKB-Werte beantwortet werden. Des Weiteren lässt die Arbeit Aussagen über einen Zusammenhang von Hydratation und anormaler Basiszitätsreihenfolge der Amine zu und ermöglicht zusätzlich die Beschreibung von Systemen mit mehreren Aminfunktionen durch die Anwendung der gewählten Bedingungen. Zur Simulation des Hydratationsverhaltens wurden Wasser enthaltende Lösungsmittelboxen erstellt, bei denen das zu untersuchende Molekül zentral angeordnet war. Nach dem Ausschluss dimensionsabhängiger Effekte durch die Equilibrierung auf Grundlage einer kraftfeldbasierten Moleküldynamik, konnte eine geeignete Boxgröße bestimmt werden, die neben der Berechnung der ersten Hydratationssphäre auch die Beschreibung einer möglichen zweiten Hydratationssphäre erlaubt. Anhand der erhaltenen CPMD-Trajektorien aus den erfolgreichen Simulation wurden Verteilungsfunktionen berechnet. Der Vergleich dieser Ergebnisse mit experimentell bekannten Werten und Berechnungen an reinem Wasser zeigte, dass das System real vorliegende Bedingungen wiedergibt. Die ermittelten gNO(r) -Verteilungsfunktionen der Amine bzw. deren korrespondierender Ammoniumionen weisen signifikante Unterschiede auf und spiegeln einen grundsätzlich verschiedenen Aufbau der Hydratationssphären wieder. Dabei besitzen alle freien Amine eine starke Wasserstoffbrückenbindung unter Einbeziehung des freien Elektronenpaares am Stickstoffatom, während sich an den Aminwasserstoffatomen nur sehr schwache Wechselwirkungen beobachten ließen. Abgesehen vom Trimethylamin sind die Hydratationssphären der Amine wenig strukturiert und der Wasseraustausch zwischen erster und zweiter Hydratationssphäre verläuft sehr schnell. Im Gegensatz dazu ist die Umgebung der Ammoniumionen stark strukturiert. Alle Ammoniumwasserstoffatome sind in Wasserstoffbrückenbindungen einbezogen und es existiert ein vergleichsweise langlebiger Käfig aus Wassermolekülen um das Ammoniumion. Zusätzlich befindet sich zeitweise ein weiteres, wesentlich mobileres Wassermolekül in der ersten Hydratationssphäre, das in der Lage ist einen Wasseraustausch einzuleiten. Dabei konnten für das Ammoniumion und das Methylammoniumion konkrete Mechanismen des Wasseraustausches bestimmt werden. Die Berechnung der pKB- bzw. pKA -Werte für die untersuchten Systeme war ein weiterer Bestandteil der Arbeit. Dazu wurde ein statistischer Ansatz zur Ermittlung der freien Energie herangezogen, bei dem die Mittelwerte der Verteilungsfunktionen verwendet werden, so dass die zu erwartende Genauigkeit eng mit der Simulationszeit verknüpft ist. Auf Grundlage von Strukturoptimierungen an Ammoniumionen, die mit wenigen Wassermolekülen umgeben waren, konnten unter Variation der NH-Bindungslängen Energiegradienten ermittelt werden, die eine Aussage über die möglichen Übergangszustände bei der Deprotonierung lieferten. Als gute Näherung des Übergangszustandes kann demnach für alle Methylammoniumionen eine NH-Bindungslänge von 1,22 Ǻ in Betracht gezogen werden. Mit Hilfe dieser Bindungslänge wurde die Wahrscheinlichkeit der Deprotonierung für alle Ammoniumionen berechnet, wobei Simulationen bei denen ein spontaner Protonenübergang auftrat keine Berücksichtigung fanden. Die Ergebnisse der methylsubstituierten Amine zeigen eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Werten mit einer Abweichung von maximal +0,3 pK-Einheiten. Diese Abweichung entspricht in etwa 1,5 kJ/mol, was für theoretische Arbeiten einen sehr kleinen Fehler darstellt. Auf Grund der gewählten Bedingungen ist beim Ammoniumion die Wahrscheinlichkeit für die Deprotonierung unterschätzt wurden. Dadurch ist der entsprechende pKB -Wert kleiner als der experimentell ermittelte Wert. Im Verlauf der Arbeit konnte weiterhin gezeigt werden, dass das Verfahren und die gewählten Bedingungen auch für ethylsubstituierte Alkylamine und deren korrespondierende Ammoniumionen angewendet werden können. Die Genauigkeit der Ergebnisse hängt dabei hauptsächlich von der Simulationszeit ab. Ein entscheidender Punkt der Arbeit ist der Nachweis, das mit Hilfe dieser Moleküldynamik-Simulationen auch Moleküle mit mehreren Aminfunktionen berechnet werden können. Es ist somit möglich Differenzierungen in der Protonierung und Hydratation der einzelnen Aminfunktionen vorherzusagen.

In den letzten Jahren haben sich die Anwendungsoptionen natürlicher und synthetischer Porphyrinsysteme stark erweitert, was sich auch in der permanent steigenden Anzahl von Publikationen in der Fachliteratur widerspiegelt. Die Inhalte der Veröffentlichungen reichen dabei von grundlegenden Fragestellungen zur Synthese und Charakterisierung über die Untersuchung typischer Eigenschaften bis hin zur Testung der Systeme in der Photovoltaik, als optische Speicher-medien, molekulare Schalter und Drähte oder in der Medizin. Eine interessante Eigenschaft von Porphyrinen besteht darin, nach Lichtanregung Energie an die Umgebung zu übertragen. Diese Beobachtung ist bereits seit etwa 100 Jahren bekannt und hat zur Entwicklung der photodynamischen Therapie (PDT) und Diagnostik (PDD) geführt, die vorteilhaft zur Erkennung und Bekämpfung von Krebs eingesetzt werden kann. Um die Beziehungen zwischen Struktur und Wirkung aufzuklären, ist es notwendig, Porphyrine innerhalb des Grundgerüsts zu modifizieren sowie das Substitutionsmuster gezielt zu variieren. Die logischen Schlüsse, die aus den Untersuchungen der synthetisierten Substanzreihen gezogen werden, können beim Aufbau einer idealen Wirkstruktur helfen, wodurch dessen Wirksamkeit optimiert und die auftretenden Nebenwirkungen minimiert werden können. Im Rahmen dieser Arbeit sollen als potentielle PDT-Agenzien neue meso- und beta-substituierte Thiaporphyrine synthetisiert und charakterisiert werden. Neben dem Einsatz spektroskopischer Methoden in Lösung, wie UV/Vis-, NMR- und Fluoreszenzspektroskopie, sollen vor allem Kristalle für die Röntgeneinkristallstrukturanalyse gezüchtet werden, um charakteristische Bindungsmotive und strukturelle Besonderheiten zu identifizieren. Desweiteren soll durch die Einführung kationischer, funktioneller Gruppen die Löslichkeit der Thiaporphyrine in polaren Lösungsmitteln erhöht werden.

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Made available in DSpace on 2015-04-14T13:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 450558.pdf: 2693787 bytes, checksum: e4ffe9234a98b2ddfc9bc350c708c01c (MD5) Previous issue date: 2013-06-28 / Tuberculosis (TB), one of the oldest recorded human afflictions, is still one of the biggest killers among the infectious diseases. The HIV co-infection and the emergence of multidrug resistant TB have provided a very alarming challenge to global health and led us to focus on the research for new and more effective therapeutics against the disease. The modern approach to the development of new chemical compounds against complex diseases, especially the neglected endemic ones, such as TB, is based on the use of defined molecular targets. Enzymes from the pyrimidine biosynthesis pathway have been considered potential targets for identification or development of novel anti-mycobacterial agents since in bacteria, pyrimidine nucleotide interconvertion pathways are important in a number of essential processes, including DNA, RNA, and phospholipid biosynthesis. Cytidine 5 -monophosphate kinase from Mycobacterium tuberculosis (MtCMK) catalyzes the ATP-dependent phosphoryl group transfer preferentially to CMP and dCMP. Here, initial velocity studies and Isothermal Titration Calorimetry (ITC) measurements showed that MtCMK follows a random-order kinetic mechanism of substrate binding, and an ordered mechanism for product release. The thermodynamic signatures of CMP and CDP binding to MtCMK showed favorable enthalpy and unfavorable entropy, and ATP binding was characterized by favorable changes in enthalpy and entropy. The contribution of linked protonation events to the energetics of MtCMK:phosphoryl group acceptor binary complex formation suggested a net gain of protons. Values for the pKa of a likely chemical group involved in proton exchange and for the intrinsic binding enthalpy were calculated. The Asp187 side chain of MtCMK is suggested as the likely candidate for the protonation event. Data on thermodynamics of binary complex formation were collected to evaluate the contribution of 2 -OH group to intermolecular interactions. The data are discussed in light of functional and structural comparisons among CMP/dCMP kinases and UMP/CMP ones. / A tuberculose (TB), uma das doen?as mais antigas da humanidade, ainda ? uma das principais causas de morte entre as doen?as infecciosas. A coinfec??o com o HIV e a emerg?ncia de TB resistente a m?ltiplas drogas representam um desafio ? sa?de p?blica e tem estimulado a pesquisa por novos e mais efetivos agentes terap?uticos contra a doen?a. Novas abordagens para o desenvolvimento de compostos contra doen?as complexas, especialmente doen?as end?micas negligenciadas, s?o baseadas no uso de alvos moleculares definidos. Enzimas envolvidas no metabolismo de pirimidinas tornam-se alvos moleculares interessantes para compostos inibidores, uma vez que em bact?rias, as rotas de interconvers?o de nucleot?deos pirimid?nicos s?o importantes em in?meros processos essenciais, incluindo a bioss?ntese de DNA, RNA e fosfolip?dios. A citidina 5 -monofosfato quinase de Mycobacterium tuberculosis (MtCMK) em estudo, catalisa a transfer?ncia revers?vel de um grupamento fosforil a partir de ATP, preferencialmente para CMP e dCMP. Neste trabalho, os estudos de velocidade inicial e experimentos de Calorimetria de Titula??o Isot?rmica (ITC) demonstraram que a adi??o dos substratos (CMP e ATP) ? MtCMK segue um mecanismo cin?tico sequencial aleat?rio, e que a libera??o dos produtos ocorre de forma ordenada, onde o ADP ? o primeiro produto a ser liberado. As assinaturas termodin?micas da liga??o do CMP e do CDP ? MtCMK mostraram varia??es favor?veis da entalpia e desfavor?veis da entropia, e, a liga??o do ATP foi caracterizada por mudan?as favor?veis da entalpia e da entropia. As contribui??es energ?ticas oriundas dos eventos de protona??o, associados ? forma??o do complexo bin?rio MtCMK:receptor do grupamento fosforil, sugerem um ganho l?quido de pr?tons. Al?m disso, foram calculados os valores de pKa de um prov?vel grupo envolvido na troca de pr?tons, e da entalpia de liga??o intr?nseca. A cadeia lateral do Asp187 da MtCMK ? sugerido como prov?vel candidato para o evento de protona??o. As medidas termodin?micas da forma??o do complexo bin?rio foram coletados a fim de avaliar a contribui??o do grupo 2 -OH da pentose nas intera??es intermoleculares. Os dados obtidos foram discutidos comparando-se as caracter?sticas estrutural e funcional entre as CMKs j? estudadas e a UMP/CMP quinase humana.

La propriété d'être réversiblement commutable de certaines protéines fluorescenteshomologues à la GFP ouvre un vaste champ d'applications possibles: notamment le biostockagede données à haute densité et la microscopie à super résolution. Parmi ces protéines,on trouve plusieurs variantes de la GFP, notamment la protéine jaune YFP, et des protéinesfluorescentes issues d'espèces marines Anthozoaires, comme Dronpa ou Padron. Plusieursétudes structurales indiquent que ces protéines fluorescentes photochromiques commutent parisomérisation et protonation couplées du chromophore. Cependant, la synchronisation entreces deux événements, le détail des mécanismes de photo-commutation, et le rôle de ladynamique conformationelle restent incomplètement compris. Par l'utilisation combinée de lacristallographie cinétique et de la spectroscopie optique in cristallo à basse température, nousavons comparé le comportement des protéines YFP, Dronpa et IrisFP, et nous avons étudié endétail le mécanisme photo-physique de commutation chez la protéine Padron. Contrairement àDronpa et IrisFP, la photo-commutation d'YFP est plus efficace à basse température qu'àtempérature ambiante. Nos résultats suggèrent que le mécanisme de commutation d'YFPn'implique pas de changement conformationel majeur, mais plutôt une protonation photoinduitedu chromophore ne nécessitant pas d'isomérisation. Au contraire, les études réaliséessur la protéine Padron nous ont permis de montrer que, dans ce cas, l'isomérisation duchromophore peut se produire indépendamment de sa protonation, et, étonnamment, àtempérature cryogénique. De plus, deux états intermédiaires ont pu être caractérisés au coursdu processus de photo-commutation. La protéine Padron a permis de mettre à jour le premiermarqueur codable génétiquement qui soit efficacement photo-commutable à températurecryogénique.

<p>High resolution tandem mass spectrometry (MSⁿ) coupled with various separation techniques, such as high-performance liquid chromatography (HPLC) and gas chromatography (GC), is widely used to analyze mixtures of unknown organic compounds. In a mass spectrometric analysis, analytes of interest are at first transferred into the gas phase, ionized (protonated or deprotonated) and introduced into the instrument. Tandem mass spectrometric experiments may then be used to gain insights into structure and reactivity of the analyte ions in the gas phase. The tandem mass spectral data are often compared to those reported in external databases. However, the tandem mass spectra obtained for protonated analytes may be markedly different from those in external databases because protonation site manifested during a mass spectrometric experiment can be affected by the ionization technique, ionization solvents and condition of the ion source. This thesis focuses on investigating the effects of instrumental conditions and analyte concentrations on the protonation sites of 4-aminobenzoic acid. Reactivities of radical species were also investigated. A modified bracketing method was developed and proton affinities of a series of mono- and biradicals of pyridine were measured. In another study, a <i>para</i>-benzyne analog was generated in both solution and the gas phase and its reactivities towards various neutral reagents in the gas phase were compared to those in solution.</p> <p> Chapter 2 discusses the fundamental aspects of the instruments used in this research. In chapter 3, the effects of residual moisture in linear quadrupole ion trap on the protonation sites of 4-aminobenzoic acid are considered. Chapter 4 focuses on the use of gas-phase ion-molecule reactions with trimethoxymethylsilane (TMMS) for the identification of the protonation sites of 4-aminobenzoic acid. Further, the effects of analyte concentration on the protonation sites of 4-aminobenzoic acid are considered. Chapter 5 introduces a modified bracketing method for the experimental determination of proton affinities of a series of pyridine-based mono- and biradicals. In chapter 6, successful generation of <i>para</i>-benzynes in solution is discussed. The reactivity of a <i>para</i>-benzyne analog, 1,4-didehydrophenazine, is compared to its reactivity in the gas phase.</p>

The goal of this research is to test the design constraints of active dpp-bridged RuII,RhIII (dpp = 2,3-bis(2-pyridyl)pyrazine)) supramolecular photocatalysts for water reduction to H2 and provide mechanistic insights into the catalytic cycle. Two member of a new RuII,RhIII motifs with only one Rh-'Cl bond, [(bpy)2Ru(dpp)RhCl(tpy)](PF6)4 ( bpy = 2,2'-bipyridine, tpy = 2,2':6,2"-terpyridine) and [(bpy)2Ru(dpp)RhCl(tpm)](PF6)4, (tpm = tris(1-pyrazolyl)methane), and a cis-RhCl2 model system, [(bpy)2Ru(dpp)RhCl2(bpy)](PF6)3, were prepared. This new motif was to test whether two Rh-'Cl bonds on RhIII are required for the photocatalytic water reduction. 1H NMR spectroscopic analysis of complexes prepared using deuterated ligands was used to characterize these three RuII,RhIII supramolecular complexes. Electrochemical studies suggested that replacing bpy with a tridentate ligand on RhIII shifts the RhIII/II and RhII/I reduction couples positively, which can modulate the orbital energetics of the RhIII LUMO (lowest-unoccupied molecular orbital). This substitute also changes the rate of ligand dissociation following the reduction of RhIII. In tpm and bpy systems, RhII intermediate is more stable than that in the tpy system. All three complexes were good light absorbers in the visible region and weak emitters from their emissive Ru(dπ)-'dpp(π*) 3MLCT (metal-to-ligand charge transfer) excited states at room temperature. The population of a low-lying 3MMCT (metal-to-metal charge transfer) ES (excited state) from the 3MLCT ES contributed to the weak emission, indicating an important intramolecular electron transfer process from dpp' to RhIII upon photoexcitation. The lower-lying 3MMCT excited state in the tpm and tpy systems relative to the bpy system result in a higher rate constant (ket = 2.6 x 10^7 vs 1.7 x 10^7 s-1) for intramolecular electron transfer. Spectrophotochemical analysis suggested that all three complexes were photoinitiated electron collectors capable of collecting two electrons on the RhIII center to generate the RuII,RhI species in the presence of DMA (N,N-dimethylaniline). The observed H2 production from water using [(bpy)2Ru(dpp)RhCl(tpm)](PF6)4 and [(bpy)2Ru(dpp)RhCl(tpy)](PF6)4 established that two halides on RhIII are not necessary in the dpp-bridge RuII,RhIII supramolecular photocatalytic-water-reduction system. This new discovery opens a new approach to the design of different RuII,RhIII motifs for photocatalysis. The active species for water reduction is proposed to be [(bpy)2Ru(dpp)RhICl(TL)]3+ from [(bpy)2Ru(dpp)RhCl(TL)](PF6)4 (TL (terminal ligand) = tpy or tpm) and [(bpy)2Ru(dpp)Rh(bpy)]3+ from [(bpy)2Ru(dpp)RhCl2(bpy)](PF6)3 respectively. Included here is the design and study of a RuII,RhI complex, [(bpy)2Ru(dpp)RhCl(COD)](PF6)3 (COD =1,5-cyclooctadiene) to provide more insights into the photophysical and photochemical properties of polypyridyl RuII,RhI species. Electrochemical and photophysical studies revealed a dpp-based LUMO in this RuII,RhI complex, suggesting dpp reduction upon photoexcitation. Photochemical study found that [(bpy)2Ru(dpp)RhCl(COD)](PF6)3 is an active photocatalyst for water reduction and that additional reduction(s) is (are) required after the generation of the RuII,RhI active species in the RuII,RhIII supramolecular photocatalytic H2 production system. This hypothesis was supported by the electrocatalytic behaviors of the RuII,RhIII supramolecular complexes for proton reduction. Cyclic voltammetry results in the presence of an acid suggested that the protonolysis of the RuII,RhIIH and RuII,RhIH species are electrocatalytic H2-evolution pathways. The mechanism is acid-dependent and influenced by terminal ligand. The studies of electrocatalytic proton reduction on these RuII,RhIII complexes suggested several possible intermediates involved in the photocatalytic water reduction cycle. The insights gained from this research can provide guidance in designing new type of RuII,RhIII and RuII,RhI complexes with better photocatalytic and/or electrocatalytic H2 production performance. / Ph. D.