Les peptides antimicrobiens sont considérés comme une nouvelle classe prometteuse d'agents anti-infectieux. Afin de développer de nouveaux agents efficaces et non toxiques, des stratégies de conception rationnelle peuvent être utilisées. Dans cette perspective, nous avons utilisé une approche computationnelle pour concevoir trois peptides synthétiques ([I5, R8] MP, EcDBS1R6 et PaDBS1R1). En déterminant la concentration minimale inhibitrice, nous avons montré que tous les peptides sont actifs contre les bactéries Gram-négatif et -positif. Seul [I5, R8] MP a montré une activité antifongique. La mesure de la concentration de peptide provoquant 50 % de mortalité cellulaire a permis de montrer que les peptides étaient faiblement ou non hémolytiques, sans toxicité vis-à-vis des cellules embryonnaires rénales humaines HEK-293. La cinétique bactéricide a révélé que PaDBS1R1 et [I5, R8] MP tuent rapidement E. coli en comparaison à S. aureus et que EcDBS1R6 élimine rapidement les deux souches. Des études de perméabilisation et de dépolarisation combinées à de la microscopie électronique à haute résolution (FEG-SEM) ont montré un mécanisme membranolytique des peptides. L'analyse de la structure des peptides par spectroscopie de dichroïsme circulaire et résonance magnétique nucléaire, ainsi que par modélisation moléculaire lors de leur interaction avec une membrane modèle, révèle une conformation en hélice alpha amphipatique. En conclusion, notre étude indique que l'évaluation structurale et fonctionnelle de peptides antimicrobiens synthétiques conçus de manière rationnelle représente une stratégie prometteuse pour le développement de nouveaux agents antimicrobiens. / Antimicrobial peptides (AMPs) have been considered as a potential novel class of antimicrobial compounds. In order to generate new potent and non-toxic antimicrobial agents, rational design strategies may be employed. In this view, we used a computational method to design three synthetic AMPs ([I5, R8] MP, EcDBS1R6 and PaDBS1R1). By determining the minimum inhibitory concentration, we found that all the peptides were active against Gram-negative and -positive bacteria. Only [I5, R8] MP was found to display antifungal activity. The determination of the peptide concentration producing 50% of cell lysis revealed low or no hemolytic activity, with no cytotoxicity towards human embryonic kidney cells HEK-293. During time-kill assays more rapid bactericidal effects were observed for PaDBS1R1 and [I5, R8] MP against E. coli compared to S. aureus. For the peptide EcDBS1R6, identical killing curves were obtained for both bacterial strains. Membrane permeabilization and depolarization studies combined with field emission gun scanning electron microscopy (SEM-FEG) revealed that a membranolytic mechanism occurs for these peptides. When analyzed by circular dichroism and nuclear magnetic resonance microscopy or by molecular dynamics simulations during interaction with a membrane model, peptides were shown to adopt an amphipathic alpha-helical conformation. In conclusion, our results indicate that the structural and functional evaluation of rationally designed synthetic AMPs represents a promising strategy for the development of potent novel antimicrobial agents.

Dans ce mémoire, on étudie les extensions galoisiennes finies de C(x). On y démontre le théorème d'existence de Riemann. Les notions de rigidité faible, rigidité et rationalité y sont développées. On y obtient le critère de rigidité qui permet de réaliser certains groupes comme groupes de Galois sur Q. Plusieurs exemples de types de ramification sont construis. / In this master thesis we study finite Galois extensions of C(x). We prove Riemann existence theorem. The notions of rigidity, weak rigidity, and rationality are developed. We obtain the rigidity criterion which enable us to realise some groups as Galois groups over Q. Many examples of ramification types are constructed.

Élargir le répertoire de composés accessibles dans le domaine des Glycosciences est d’un intérêt majeur pour la communauté des biologistes du fait que ces composés, oligosaccharides et glyco-conjugués, sont impliqués dans diverses fonctions biologiques, aussi bien au niveau structurel, qu’énergétique voire même signalétique jouant un rôle primordial dans les interactions inter- ou intracellulaires. L’assemblage, la modification ou la déconstruction de ces glyco-structures complexes est possible grâce à l’action d’enzymes, parmi lesquelles l’on retrouve les CAZymes (Carbohydrate Active enZymes). Ces enzymes font partie du répertoire de la base de données CAZy, incluant les Glycoside Hydrolases (GHs) qui représentent le groupe le plus important et ayant pour fonction biologique principale l’hydrolyse des liens glycosidiques. Cependant, un certain nombre de GHs possède aussi la capacité de catalyser des réactions de synthèse (transglycosylation) en tant qu’activité secondaire mineure, voire en tant qu’activité principale pour un nombre restreint d’entre elles, qui sont alors appelées transglycosylases. Sachant que ces deux types de comportements peuvent se retrouver au sein d’une même famille de GH (donc étroitement liés sur le plan évolutif), la découverte et la compréhension des déterminants moléculaires qui ont été développés par les GHs au cours de leur évolution pour permettre cette partition d’activité, entre hydrolyse et transglycosylation, est d’une importance capitale pour le domaine de la synthèse chimio-enzymatique et des Glycosciences de manière plus générale.Ce travail de thèse décrit une proposition de synthèse pour apporter une réponse à cette question fondamentale via une revue critique de la littérature sur le sujet. Sur le plan expérimental, a été réalisée l’évolution moléculaire d’une enzyme spécifique des pentoses, l’α-L-arabinofuranosidase de Thermobacillus xylanilyticus (TxAbf) de la famille GH51, vers les premières transarabinofuranosylases de type ‘non-Leloir’. Cette évolution itérative a été développée en utilisant un panel d’outils d’ingénierie enzymatique combinant des approches aléatoire, semi-rationnelle, de prédiction in silico suivie de recombinaison dans un processus d’évolution dirigée global. Une analyse fine des mutants générés sur le plan mécanistique en lien avec la partition hydrolyse/transglycosylation mène à des conclusions en accord avec la proposition de synthèse issue de la revue de la littérature sur le sujet. Sur un plan plus appliqué, ces nouveaux biocatalyseurs ont ensuite été mis en oeuvre dans des voies de synthèse chimio-enzymatiques pour la préparation de composés furanosylés de structure contrôlée. Le transfert d’L-arabinofuranosyles permet la génération d’arabinoxylo-oligosaccharides (AXOS) ainsi que la conception d’oligosaccharides non naturels, tel que des galactofuranoxylo-oligosaccharides ou des arabinofuranogluco-oligosaccharides. Dans son ensemble, ce travail de recherche constitue les premières étapes clés du développement de méthodes de synthèse chimio-enzymatique plus élaborées pour la conception d’arabinoxylanes artificiels. Dans le contexte actuel de transition vers une bio-économie, reposant sur des concepts tels que ceux de la bioraffinerie ou de la chimie verte, nous espérons que les outils de glycosynthèse développés au cours de ces travaux trouveront leur application dans la valorisation des pentoses issus de la biomasse. La synthèse à-façon d’arabinoxylooligo- et polysaccharides présente nombre de valorisations possibles allant de la préparation de prébiotiques à la conception de matériaux bio-inspirés en passant par la synthèse de modèles de parois végétales. / Widening the spectrum of available compounds in the field of Glycosciences is of utmost importance for the entire biology community, because carbohydrates are determinants of a myriad of life-sustaining or threatening processes. The assembly, modification or deconstruction of complex carbohydrate-based structures mainly involves the action of enzymes, among which one can identify Carbohydrate Active enZymes (CAZymes). These enzymes form part of the CAZy database repertoire and include Glycoside Hydrolases (GHs), which are the biggest group of CAZymes, whose main role is to hydrolyze glycosidic linkages. However, some GHs also display the ability to perform synthesis (transglycosylation), an activity that mostly manifests itself as a minor one alongside hydrolysis, but which is the only activity displayed by a rather select group of GHs that are often called transglycosylases. Understanding how transglycosylases have resulted from the process of evolution is both intringuing and crucial, because it holds the key to the creation of tailored glycosynthetic enzymes that will revolutionize the field of glycosciences.In this thesis, an extensive review of relevant scientific literature that treats the different aspects of GH-catalyzed transglycosylation and glycosynthesis is presented, along with experimental results of work that has been performed on a family GH-51 α-L-arabinofuranosidase, a pentose-acting enzyme from Thermobacillus xylanilyticus (TxAbf). The conclusions of the literature are presented in the form of a hypothesis, which describes the molecular basis of the hydrolysis/transglycosylation partition and thus provides a proposal on how to engineer dominant transglycosylation activity in a GH. Afterwards, using a directed evolution approach, including random mutagenesis, semi-rational approaches, in silico predictions and recombination it has been experimentally possible to create the very first ‘non-Leloir’ transarabinofuranosylases. The mechanistic analysis of the resultant TxAbf mutants notably focusing on the hydrolysis/transglycosylation partition reveals that the results obtained are consistent with the initial hypothesis that was formulated on the basis of the literature review.To demonstrate the applicative value of the experimental work performed in this study, the TxAbf mutants were used to develop a chemo-enzymatic methodology that has procured a panel of well-defined furanosylated compounds. Enzyme-catalyzed transfer of arabinofuranosyl moities can be used to generate arabinoxylo-oligosaccharides (AXOS), but the design of non-natural oligosaccharides, such as galactofuranoxylo-oligosaccharides or arabinofuranogluco-oligosaccharides is also possible. Overall, the work presented constitutes the first steps towards the development of more sophiscated methodologies that will procure the means to synthesize artificial arabinoxylans, with a first proof of concept being presented at the very end of this manuscript.In the present context of the bioeconomy transition, which relies on technologies such as biorefining and green chemistry, it is expected that the glycosynthetic tools that have been developed in this work will be useful for the conversion of pentose sugars obtained from biomass. The synthesis of tailor-made arabinoxylo-oligo- and polysaccharides may lead to a variety of potential applications including the production of prebiotics, surfactants or bio-inspired materials and, more fundamentally, the synthesis of artificial models of plant cell wall.

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Cette thèse a pour objet l'évolution de l'optimum économique sous contrainte d'équité territoriale de l'industrie électrique, industrie de réseau fixe présentant une hétérogénéité spatiale forte de ses conditions d'offre. Cette problématique porte sur l'analyse de l'évolution du régime de l'électrification rurale en France en termes d'efficacité économique et sociale. Il s'agit de prolonger une longue tradition de recherche du CIRED initiée au début des années 1980 par Louis Puiseux, dont les principaux développements ont été la thèse de Colombier (1992) puis l'évaluation des écarts entre coûts de développement des réseaux ruraux et tarifs par De Gouvello (1996). Ce programme de recherche met en lumière les contradictions entre équité redistributive et équité territoriale, c'est-à-dire entre les visions aspatiales de l'économie théorique (Ponsard, 1988) et les dynamiques territoriales de développement, notamment en mettant l'accent sur les médiations institutionnelles.<br>Notre question de départ porte donc sur la rationalité de l'élargissement de la démarche de l'optimisation sectorielle sous contrainte d'équité à la rationalisation des usages de l'électricité dans l'espace hétérogène de la fourniture d'électricité en zones rurales. La dérive des besoins de renforcement de réseaux ruraux a conduit ainsi à partir de 1995 le régulateur à encourager les collectivités qui sont les propriétaires et investisseurs en réseaux ruraux à rechercher des alternatives moins coûteuses du côté de la demande pour deux raisons économiques. D'abord les réseaux basse tension ruraux sont généralement très longs et comptent peu de clients desservis, par conséquent, l'optimisation des usages chez les clients peut s'avérer beaucoup moins coûteuse que le simple renforcement du réseau. Ensuite cette optimisation permet de rétablir l'équité de la qualité de fourniture entre les clients par le biais de la baisse des besoins d'investissement mais aussi par la réduction du temps d'attente pour les plus défavorisés, autrement dit, les clients situés sur les réseaux les plus coûteux à renforcer.<br>Cette question conduit à analyser d'abord historiquement les institutions de l'électrification rurale dans le contexte évolutif de consolidation de l'industrie électrique en régime de monopole public pour repérer les structures d'intérêts inhérentes à cette organisation qui conduisent à une inefficience sociale à la fois en termes d'efficacité économique et en termes d'équité. Ce qui mène à un double questionnement : <br>- comment compléter les institutions de l'électrification rurale pour modifier les incitations des propriétaires de réseaux ruraux à investir au-delà du compteur chez l'usager ?<br>- comment, dans une situation de forte hétérogénéité spatiale des fonctions locales d'offre et de demande d'électricité dans l'espace rural, repérer les points de réseaux en sous-optimalité économique ?<br>Dans un chapitre liminaire nous définirons précisément l'objet de la thèse à partir du repérage des difficultés d'application de l'innovation réglementaire que constitue la MDE dans la distribution d'électricité en zones rurales. Ce repérage s'effectue par l'analyse de l'organisation de la distribution rurale et de la place du régime d'électrification dont on peut déduire les intérêts des agents économique et des acteurs politiques qui constituent les barrières à cette innovation réglementaire.<br>Dans la première partie on caractérise dans le premier chapitre la trajectoire institutionnelle de l'électrification rurale à partir du projet initial de solidarité nationale sous l'effet de la dynamique des consommations rurales puis de la diffusion des usages thermiques de l'électricité sur les réseaux ruraux induit par des stratégies de développement commercial totalement extérieures au dispositif de solidarité nationale. L'introduction de la MDE s'inscrit dans une mouvement de correction et d'adaptation de ce régime.<br>Dans la seconde partie d'analyse économique normative, le constat précédent conduit à identifier les défauts d'incitation à la MDE qui sont sous-jacents aux institutions de l'électrification rurale et à la structuration de ses acteurs pour repérer comment contourner cet obstacle. Ce constat conduit aussi à imaginer une méthode de calcul économique permettant de prendre en compte les paramètres d'hétérogénéité spatiale de la demande et des coûts de réseau en développement pour répondre à l'évolution de la fonction de demande spatialisée.<br>Au premier niveau d'analyse, on procède dans le quatrième chapitre à une analyse microéconomique du comportement des différents types d'acteurs de l'électrification rurale en partant de leur fonction : régulateur, propriétaire-investisseur ou exploitant, du type de choix qui relève de leurs fonctions et de leurs contraintes pour analyser la structure d'incitations à l'investissement en réseau et à la MDE. On insiste plus particulièrement sur la nature d'acteur politique de l'agent investisseur que sont les collectivités locales, nature qui éloigne du comportement de l'agent économique rationnel. On examine en particulier la relation d'asymétrie d'information entre propriétaires-investisseurs et le régulateur qui répartit les aides à l'investissement. Cette asymétrie porte sur les coûts ex-ante et ex-post des projets. Dans la relation principal-agent, la structure informationnelle est compliquée dans le cas réel par l'imperfection même de l'information que détiennent les agents sur leurs projets. Ces défauts de la structure informationnelle expliquent la dérive du régime d'électrification rurale et les défauts d'allocation des ressources.<br>A ce même niveau d'analyse, on propose dans le cinquième chapitre des correctifs afin d'améliorer l'allocation des ressources du régime d'électrification rurale. On identifie des règles visant à inciter à la MDE les propriétaires investisseurs en recherche récurrente de subventions. Nous utilisons une méthode de calcul du surplus social des actions de MDE et d'identification de sa répartition en termes d'avantages-coûts entre les différents agents parties prenantes : les consommateurs, les propriétaires investisseurs et l'exploitant vendeur d'électricité (ici EDF). L'idée est de sortir du seul mode d'évaluation en cours qui ne regarde que l'avantage net pour les collectivités qui investissent alors que les autres agents bénéficient des actions de MDE. Ceci conduit à définir un mode de réallocation d'une partie des externalités positives des actions de MDE sur l'agent investisseur. On teste ainsi le principe de versements incitatifs à la MDE sous la forme de dotations supplémentaires sous réserve de certification des gains en investissement dégagés par les collectivités.<br>Au second niveau d'analyse normative, dans le sixième chapitre, on se confronte à l'obstacle de l'hétérogénéité des actions de MDE dans le but d'éviter le coût administratif très élevé d'une multitude d'actions dispersées spatialement pour définir une méthode d'évaluation des potentiels de MDE par repérage des configurations les plus intéressantes. Le fondement de cette approche propose de dépasser le caractère aspatial de l'analyse économique (Ponsard, 1986, 1988) par le biais d'une articulation entre deux catégories d'hétérogénéités spatiales : d'une part celle du réseau électrique (Juricic, 1975) et d'autre part celle des déterminants de la demande. Nous supposons que les lieux sont porteurs de sens sur le plan économique, au travers des caractéristiques du réseau et de la demande, ce qui nous conduit à construire un zonage géographique comme moyen de faire apparaître simultanément les attributs économiques pertinents associés aux lieux (Beguin et Thisse, 1979).<br>L'objectif de cette méthode est de permettre de concevoir des projets de MDE d'ampleur significative à l'échelle d'un département. Il s'agit donc d'une méthodologie de recherche des potentiels économiques de MDE qui repose sur une approche d'analyse statistique spatialisée dont le but est de produire un zonage de l'espace pertinent sur le plan des projets de MDE. Le zonage est ensuite mobilisé pour proposer des paniers d'actions et sélectionner des zones d'intervention de MDE dont le montant des économies d'investissement en renforcement de réseaux est calculé.

L'étude des matrices intérieures est motivée par la théorie des systèmes: - elles jouent un rôle charnière pour l'approximation rationnelle en norme L2 des systèmes stables - les fonctions de transfert de systèmes conservatifs, et en particulier les matrices de répartition des filtres fréquentiels sont des matrices intérieures. Les paramétrages qui sont présentés dans ce mémoire reposent sur l'analyse de Schur et la théorie de l'interpolation. Les principaux résultats obtenus sont: - une implémetation efficace d'un algorithme d'approximation rationnelle - une étude exhaustive des liens entre l'algorithme de Schur matriciel et la construction récursive de réalisations équilibrées structurées - des résultats prometteurs concernant la structure des matrices de répartitions de filtres en vue de leur synthèse.

L'objet de cette thèse est d'étudier l'applicabilité de la méthode d'approximation rationnelle en norme de Hankel à des systèmes dynamiques linéaires de dimension d'état infinie. On illustre par trois exemples concrets les possibilités d'utilisation des techniques d'approximation développées ces dernières années, notamment par Curtain, Glover et Partington. Les exemples choisis représentent des phénomènes d'évolution décrits par des équations aux dérivées partielles, par rapport au temps et aux variables d'espace. Il s'agit: d'un problème de diffusion de chaleur, de type parabolique, pour lequel les techniques d'approximation s'adaptent assez directement ; de deux problèmes hyperboliques décrivant l'évolution d'une poutre en flexion et en torsion, pour lesquels une méthode originale appelée ``relaxation'' a été mise au point: préalable à l'approximation de Hankel, elle permet son application lorsque les pôes associés au système hyperbolique croissent suffisamment rapidement.

La virulence de la bactérie Gram+ Bacillus anthracis, responsable de la maladie du charbon, est due à la présence d'une capsule et deux toxines. Chaque toxine résulte de l'assemblage de l'antigène protecteur (PA) avec l'un des deux facteurs, létal (LF) ou oedémateux (EF), dans le cytoplasme de la cellule hôte. EF est une adénylyl cyclase, qui transforme l'ATP en AMPc de manière incontrôlée, provoquant des dérèglements cellulaires. Elle est activée par la calmoduline (CaM), impliquée dans de nombreuses voies de signalisation du calcium. Des structures cristallographiques et une étude par RMN ont montré que la stabilité du complexe EF-CaM dépend du niveau de calcium fixé à CAM. Des simulations de dynamique moléculaire du complexe, avec 0, 2 ou 4 ions calcium, ont permis de caractériser l'effet du calcium sur la plasticité conformationnelle des deux partenaires et de proposer un modèle de l'interaction EF-CaM. L'analyse conjointe des corrélations dynamiques et des influences énergétiques a fait émerger le concept de connexité du réseau de résidus comme critère de stabilité. La large transition conformationnelle induite chez EF par la fixation de CaM a été décrite, grâce à la détermination d'un chemin de réaction plausible, par modélisation moléculaire. Les conformations intermédiaires obtenues ont servi à guider la recherche rationnelle d'inhibiteurs de la toxine EF, dans le cadre d'une approche combinant méthodes computationnelles et expérimentales. Une stratégie innovante, impliquant le criblage virtuel d'une poche allostérique plutôt que du site catalytique de l'enzyme, a identifié six molécules actives, inhibant totalement l'activité de EF à des concentrations de 10-100 microM.

Les progrès enregistrés en modélisation solide ont beaucoup contribué à l'essor des diverses applications de la CAO/FAO, de la robotique et de la synthèse d'images. Les systèmes de modélisation solide contemporains combinent souvent la représentation par arbre de construction et la représentation par frontière afin de mieux répondre aux besoins des applications. Dans cette thèse nous proposons une nouvelle méthode de calcul de la frontière d'un objet polyédrique décrit par un arbre de construction, qui traite uniformément les nombreux cas particuliers et qui résout le problème crucial des imprécisions numériques inhérentes à l'arithmétique flottante. Une implantation utilisant une arithmétique rationnelle optimisée est présentée ainsi que des résultats de tests.

Un problème fondamental en géométrie algorithmique est celui du calcul de la topologie d'une courbe plane donnée par son équation implicite. Ce problème peut être vu comme celui du calcul d'un graphe qui approche la courbe et qui possède la même topologie que cette dernière. Une étape importante dans les algorithmes calculant la topologie d'une courbe plane concerne le calcul des points singuliers et points extrêmes (en x) de celle-ci. Ce problème se ramène naturellement à celui de la résolution de systèmes bivariés définis par la courbe et ses dérivées par rapport aux variables qui la définissent. Cette thèse porte sur l'étude, l'élaboration et l'implantation d'algorithmes robustes et efficaces pour la résolution de systèmes définis par des polynômes en deux variables à coefficients entiers. Plus précisément, nous nous somme intéressé au calcul d'une Représentation Univariée Rationnelle des solutions. Une telle représentation est constitué d'un polynôme univarié et de deux fonctions rationnelles qui envois les racines du polynôme univarié sur les coordonnées des points solutions du système. Nous présentons dans un premier temps un algorithme théorique pour calculer la RUR d'un système bivarié qui améliore la meilleure borne de complexité connue d'un facteur d^2, ou d désigne le degré des polynômes de départ, et qui permet d'obtenir une nouvelle borne sur la taille des polynômes de cette RUR. Dans un second temps, nous présentons un algorithme de calcul de RUR efficace en pratique. Cet algorithme, basé sur des choix aléatoires et sur l'utilisation du calcul multi-modulaire est probabiliste. Nous en présentons une première version Monte-Carlo, puis nous montrons comment tester la correction du résultat ce qui fourni un algorithme Las-Vegas. Cet algorithme est efficace à la fois en théorie et en pratique à en juger par l'analyse de complexité en moyenne et les nombreux testes effectués.