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Dissertations / Theses on the topic 'Forces moléculaires'
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Bartolo, Denis. "Forces et fluctuations : forces induites par l'agitation et réponse d'adhésifs moléculaires." Paris 6, 2003. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00003804.
Full text
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Pansanel, Jérôme. "Tectonique moléculaire : conception, synthèse et étude structurale de réseaux moléculaires non-convalents." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13145.
Full textAbstract:
Cette thèse présente la conception, la synthèse et l'étude structurale de réseaux moléculaires, réalisés selon les concepts de la tectonique moléculaire. Ce domaine de la chimie supramoléculaire traite de la construction d'architectures moléculaires de grande taille par l'auto-assemblage de briques actives (tectons). Afin de synthétiser ces réseaux, deux stratégies ont été utilisées. Tout d'abord, afin de réaliser des réseaux unidimensionnels stabilisés par des interactions de van der Waals, la conception et la préparation de nouveaux tectons, constitués de deux cavités (dérivés du calix[4]arène) divergentes reliées entre elles par un pont organique ou métallique, sont abordées. Ensuite, dans le but d'associer ces tectons par inclusion d'un connecteur organique, les différents essais et résultats d'inclusion sont présentés. Puis, deux familles de tectons ont été synthétisées, afin de les associer entre eux par le biais de liaisons de coordination. D'une part, nous présentons la préparation de dérivés du triphénylméthane et de leur utilisation pour la formation d'un réseau tridimensionnel, par coordination avec le cation Ag+. D'autre part, nous décrivons la synthèse de tectons bis-monodentates à base d'acide nicotinoïque ou isonicotinoïque. Enfin, nous présentons les résultats de la complexation de ces tectons avec des métaux de transition, qui a permis d'obtenir la formation d'un complexe discret (métallamacrocycle) et de réseaux uni- ou bidimensionnelsThis work presents the conception, the synthesis and the structural study of molecular networks, following the concepts of molecular tectonics. The research area, based on the supramolecular chemistry, deals with the construction of infinite architectures, upon self-assembly of active bricks (tectons), through non-covalent bonds. In order to prepare such networks, two strategies have been used. In a first part, with a view to realise one-dimensional networks, stabilised by van der Waals interactions, the conception and preparation of new tectons, composed of two divergent cavities (derivatives of calix[4]arene) linked with an organic or metallic bridge, are presented. Then, with the aim of associate these tectons with an organic connector, some trials and results are presented. In a second part, we present the synthesis of two families of tectons, for the purpose of associate these organic ligands by coordination bonds. First, we present the preparation of triphenylmethane derivatives, and their use to prepare a 3-D network, by the coordination with Ag+ cation. Secondly, we describe the synthesis of new bis-monodentate tectons based on nicotinoyl or isonicotinoyl units. At the end, we present forth the results of the linking of this tectons with transition metals, who leads to the formation of a finite complex molecule (mettalamacrocycle) and one- or two-dimensional coordination networks
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Martz, Julien. "Tectonique moléculaire : Réseaux moléculaires non-covalents et directionnels à base de dérivés Calix[4]arènes." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13146.
Full textAbstract:
La formation de réseaux moléculaires d'inclusion à l'état solide est obtenue par un phénomène d'auto-assemblage basé sur des interactions faibles et réversibles de type van der Waals entre des briques moléculaires complémentaires portant des cavités et des molécules connecteurs. La conception de ces réseaux nécessite la synthèse de tectons linéaires ou koilands à l'aide d'unités calix[4]arènes en conformation cône. Les koilands sont synthétisés par fusion de deux unités calix[4]arènes par des atomes à géométrie de coordination tétraédrique. Les réseaux moléculaires 1-D linéaires par inclusion ou koilates, sont conçus en utilisant les phénomènes de reconnaissance moléculaire à l'état cristallin. Ainsi, par inclusion d'une molécule d'hexadiyne dans les cavités de deux dimères bisilylés de p-iso-propylcalix[4]arène consécutifs, un réseau moléculaire infini est obtenu par un processus d'assemblage. Le contrôle de la directionalité des réseaux d'inclusion est important pour l'exploitation des propriétés physiques directionnelles, comme les interactions dipolaires. La formation de réseaux directionnels est guidée par la conception de koilands non-centrosymétriques soit par différentiation géométrique des cavités comme le koiland bisilylé p-allyl/p-tert-butylcalix[4]arène, soit par différentiation électronique comme le koiland monosilylé p-tert-butylcalix[4]arène, le dimère Ti/Si ou Ge/Si de p-tert-butylcalix[4]arène. Un koilate orienté est ainsi obtenu par inclusion du phénylpropyne par deux koilands p-allyl/p-tert-butylcalix[4]arène consécutifs. L'extrémité phényle est incluse côté cavité portant des groupes allyles, alors que l'extrémité propyne se loge du côté des groupes tert-butyles. La translation de ce motif dissymétrique d'interaction conduit à un réseau 1-D directionnel d'inclusion. Cependant, deux fils directionnels consécutifs disposés de façon parallèle dans la maille présentent une direction opposée. Par conséquent, la présence de centres de symétrie rend le solide non-polaire. Mais, à partir du koiland monosilylé et dans des conditions particulières de cristallisation, des réseaux directionnels disposés de façon non-centrosymétrique sont obtenus avec pour originalité, une modification géométrique de l'environnement tétraédrique autour du siliciumThe construction of large inclusion molecular networks in the solid state may be reached through self-assembly process of complementary modules and ensured by weak and reversible noncovalent interactions (van der Waals forces). The formation of molecular networks is achieved through the synthesis of linear tectons named koilands using calix[4]arenes derivatives in cone conformation. Koilands were obtained upon fusion of two calix[4]arenes units by two metals with a tetrahedral coordination geometry. Infinite and linear inclusion molecular networks named koilates are formed using molecular recognition principles in the crystalline phase. Thus, an infinite 1-D molecular network was generated under self-assembly conditions based on inclusion processes of consecutive p-iso-propylcalix[4]arene koilands with hexadiyne as connector molecules. Dealing with 1-D inclusion networks, the control of directionality is crucial for the exploitation of directional physical properties such as dipolar interactions. The formation of such directional networks may be based on the design of non-centrosymmetric koilands either on geometric differentiation of the two cavities such as p-allyl/p-tert-butylcalix[4]arene doubly Si fused koiland, or on electronic differentiation such as monosilicon p-tert-butylcalix[4]arene koiland, Ti/Si or Ge/Si p-tert-butylcalix[4]arene koilands. For example, a linear directional koilate is obtained through inclusion processes of phenylpropyne connectors bridging two consecutives p-allyl/p-tert-butylcalix[4]arene koilands. Whereas the propyne moiety of the connector is included within the cavity with tert-butyl groups, the phenyl moiety penetrates the cavity bearing allyl groups. Due to the unsymmetrical nature of the assembling core, upon translation, a 1-D directional koilate is obtained. Unfortunately, the directional linear koilates are positioned in a parallel fashion but with opposite orientation, thus leading to a non-directional packing then to a non-polar solid. However, using monosilicon p-tert-butylcalix[4]arene koiland with particular crystallisation conditions, directional koilates with non-centrosymmetric packing are obtained with an original modification of the tetrahedral geometry around fusing silicon
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Klein, Cédric. "Tectonique moléculaire : Conception,génération et analyse structurale d'entités métallo-organiques auto-assemblées finies ou infinies à base de [1.1.1.1] métacyclophane." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13131.
Full textAbstract:
La conception de réseaux moléculaires métallo-organiques organisés à l'état solide a été envisagées par un processus itératif d'auto-assemblage entre briques moléculaires préprogrammées et complémentaires. Selon la symétrie des différents tectons, la complexation itérative peut être translatée dans une, deux, voir trois directions de l'espace. Basées sur le [1. 1. 1. 1]métacyclophane adoptant une conformation 1,3-alternée bloquée, trois familles de ligands ont été synthétisées et leur capacité à former des réseaux moléculaires métallo-organiques à l'état solide a été mise en évidence par diffraction des rayons X. La première famille concerne des ligands exo-bis-bidentates et exo-tétrakis-bidentates synthétisés dans le but de concevoir des réseaux moléculaires unidirectionnels par complexation respective d'entités métalliques à coordinence 4 et 8. Malheureusement, la trop forte affinité de ces systèmes chélatants pour les cations métalliques ciblés empêche le processus d'auto-réparation d'agir et ainsi, d'aboutir à l'espèce thermodynamiquement la plus stable. La seconde famille met en jeu des tectons exo-tétrakis-monodentates. Ces ligands ont permis, selon l'orientation spatiale et la nature de leurs sites d'interaction, d'aboutir à la conception d'un réseau moléculaire 1-D tubulaire, 2-D de type grille en losange et 3-D interpénétré de type diamant par complexation itérative avec le cation Ag(I). La troisième et dernière famille concerne l'utilisation de ligands syn-bis-monodentates. Ces tectons ont permis de concevoir des réseaux moléculaires dont l'itération du processus d'assemblage est restreinte à une seule et unique direction de l'espace et ceci quelle que soit la nature et la géométrie de coordination de la composante métallique utilisée. Ces systèmes se sont avérés être très efficaces pour opérer un contrôle dimensionnel parfait. Toutefois, nous avons montré que l'utilisation de tels tectons en présence d'une composante métallique judicieusement choisie, selon sa géométrie de coordination et par la présence préalable de ligands fortement liants, permettait de concevoir des nanostructures auto-assemblées discrètes de type métallamacrocycle formulé M2L2 et de type métallacage formulé M2L4 et M4L4 (M et L représente respectivement le cation métallique et le ligand impliqué dans la formation du complexe). Ces entités discrètes ont montré des propriétés d'inclusion à l'état solideConception of metallo-organic molecular networks in the solid state was investigated using the self-assembly route involving preprogrammed complementary molecular subunits. According to the symmetry of each component, the translation of the structural nodes can be performed in one, two or three directions of space and consequently leading to the formation of 1-D, 2-D or 3-D networks. Based on the organic [1. 1. 1. 1]metacyclophane backbone adopting a fixed 1,3-alternate conformation, three new families of organic tectons were studied and their abilities to form metallo-organic networks with metallic cations were showed in the solid state by single crystal X-ray diffraction. The first family deals with bridged exo-bis-bidentate tectons and exo-tetrakis-bidentate tectons synthesized mainly to conceive 1-D metallo-organic networks with metallic moieties possessing coordination numbers of 4 and 8. Unfortunately, these chelating ligands showed too strong affinities for desired metallic ions preventing the self-reparation process and consequently the formation of the most thermodynamically stable species. The second family involves exo-tetrakis-monodentate-type ligands. According to the nature of interaction sites and to their relative spatial orientation, these ligands leaded to the formation of 1-D tubular-type metallo-organic network, 2-D rhombohedric-grid-type metallo-organic network and 3-D interpenetrated-diamond-type metallo-organic network by iterative complexation with Ag(I) cation. The third and last family deals with syn-bis-monodentate-type ligands. These systems were employed to obtain molecular networks in which the self-assembly process operate in a single space direction, independently of the nature of the metallic moieties and the coordination geometry adopted by the latters. These systems showed to be very efficient to operate a perfect dimensional control. However, we showed that using these ligands with cleverly selected metal ions, according to their partially coordinatively unsaturation and their coordination geometries can lead to the formation of either totally rigid metallamacrocyclic species and metallacage type superstructures respectively formulated as M2L2 and M2L4 or M4L4 (where M and L respectively denote metal ions and ligands involved). These discrete metallo-organic entities showed inclusion properties in the solid state
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Siri, Didier. "Modélisation moléculaire : contribution au développement de deux nouveaux logiciels de calcul de champ de force : application à différentes familles de composés moléculaires." Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30019.
Full textAbstract:
De nos jours, la mecanique moleculaire est devenue l'outil privilegie pour l'etude des interactions moleculaires. Afin d'analyser quelle pouvait etre l'influence des parametres et des fonctions intervenant dans les champs de force, nous avons developpe le logiciel struc. Ce programme permet de choisir entre deux champs de force amber et mm2, les parametres correspondants pouvant etre manipules de maniere interactive. La necessite de pouvoir construire et manipuler des molecules sur ecran graphique 3d interactif nous a amenes a developper le programme genmol. Ce dernier autorise la construction de molecules pouvant contenir plusieurs centaines d'atomes. Il presente la specificite de traiter les systemes pi et les problemes conformationnels incluant ceux des macrocycles. Nous avons aborde des differents problemes de la mecanique moleculaire a travers un echantillonnage moleculaire representatif, et montre les voies que nous avons choisies pour les resoudre
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Soyer, Magali. "Mécanismes moléculaires de la colonisation de l’endothélium par Neisseria meningitidis." Thesis, Paris 5, 2012. http://www.theses.fr/2012PA05T080.
Full textAbstract:
Les infections bactériennes touchant la circulation sanguine conduisent à un vaste éventail de graves pathologies, comme les chocs septiques ou les infections locales (endocardites et méningites). Neisseria meningitidis colonise avec succès l’endothélium vasculaire et cause des sepsis sévères. Ces infections résultent de la colonisation des cellules endothéliales de l’hôte, étape clef de la pathophysiologie à laquelle les travaux présentés dans ce manuscrit se sont intéressés. La colonisation de l’endothélium par N. meningitidis est un processus complexe qui implique l’adhésion et la multiplication des bactéries à la surface des cellules endothéliales dans le contexte particulier de la circulation sanguine, où des forces mécaniques sont générées par le flux sanguin sur les objets circulants. Bien que de nombreuses études se soient intéressées à l’interaction entre les cellules endothéliales et N. meningitidis, plusieurs aspects demeurent incertains comme par exemple l’impact des contraintes générées par le flux sanguin et la participation relative des deux partenaires de l’interaction dans la colonisation de l’endothélium par N. meningitidis.L’adhésion de la bactérie à la surface des cellules endothéliales est dépendante de facteurs bactériens (les pili de type IV, PT4) et induit une réponse de la part de la cellule hôte, qui se traduit par un remodelage de la membrane plasmique et une réorganisation du cytosquelette d’actine sous les microcolonies. Dans un premier temps, ces travaux de thèse montrent que la réponse cellulaire induite par N. meningitidis participe activement à la colonisation. En effet, la formation de projections membranaires permet à chaque bactérie de la microcolonie d’établir des contacts avec la cellule hôte, nécessaires à la résistance des microcolonies face aux forces mécaniques générées par le flux sanguin. De plus, nous montrons que la protéine PilV, composant des PT4, est impliquée dans le remaniement de la membrane plasmique et la réorganisation du cytosquelette. Nous avons développé une méthode combinant vidéo-microscopie et analyse de fluorescence pour décrypter les événements précoces prenant place lors du contact entre les bactéries et la surface des cellules hôtes. Nous avons alors montré que le remodelage de la membrane induit par N. meningitidis ne dépend pas de la réorganisation du cytosquelette d’actine au site d’infection mais plutôt des propriétés intrinsèques de la bicouche lipidique.Dans un second temps, nous nous sommes intéressés aux étapes tardives de l’infection, c'est-à-dire à l’initiation d’un nouveau cycle de colonisation. Bien que solidement ancrées à la surface des cellules par l’intermédiaire des projections membranaires, quelques bactéries se détachent des microcolonies pour coloniser des nouveaux sites au sein de l’hôte. Nous avons démontré l’importance de modifications post-traductionnelles de la piline majeure dans cette étape de l’infection et caractérisé les mécanismes impliqués.Cette étude a permis d’affiner les mécanismes impliqués dans l’induction de la réponse cellulaire induite par N. meningitidis et son impact sur la colonisation efficace de l’endothélium par ce pathogèneBacterial infections targeting the bloodstream lead to a wide array of severe clinical manifestations, such as septic shock or focal infections (endocarditis and meningitis). Neisseria meningitidis colonizes successfully the vascular wall and causes severe sepsis. Such infections result from an efficient colonization of host endothelial cells, a key step in meningococcal diseases which has been the subject of the work presented here. Endothelium colonization by N. meningitidis is a complex process implying bacterial adhesion and multiplication on the endothelial cell surface in the specific context of the bloodstream, where mechanical forces generated by the blood flow are applied on circulating bacteria. Even though many studies focused on the interaction between N. meningitidis and the endothelial cell, many aspects remain elusive, such as the impact of shear stress generated drag forces and the relative contribution of the two partners involved in this interaction.Adhesion to the endothelial cell surface is dependent on bacterial factors called type IV pili (Tfp) and leads to induction of a host cell response, characterized by a local remodeling of the plasma membrane and reorganization of actin cytoskeleton underneath bacterial microcolonies. First, we have shown that the cellular response induced by N. meningitidis actively participate in the colonization process. Indeed, membrane deformation allows contact with every bacterium inside the microcolony, which is necessary for microcolony resistance to mechanical forces. Additionally, we have demonstrated that the PilV protein, a Tfp component, is involved in plasma membrane remodeling and actin cytoskeleton reorganization. We designed a method combining high resolution live-cell fluorescence video-microscopy and fluorescence quantification to decipher the early events induced on contact of bacterial aggregates with the host cell surface. Using this technique we have shown that membrane remodeling does not rely on actin cytoskeleton reorganization but rather on intrinsic properties of the lipid bilayer. Second, we focused on latter steps of the infection process when initiation of a new colonization cycle is initiated. While firmly attached to the host cell surface through the membranous projections, some bacteria can detach from the microcolony to disseminate throughout the host. We have demonstrated the importance of post-translational modification of the major piline in this step and characterized the underlying mechanisms.This work allows refinement of the molecular mechanisms involved in the induction of the cellular response induced by N. meningitidis and its impact on successful endothelium colonization by this pathogen
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Bret, Céline. "Modélisation de la polarisation dans les champs de forces moléculaires et études des structures redox du cytochrome C3 de Desulfovibrio africanus par dynamique moléculaire." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE19008.
Full text
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Piquemal, Jean-Philip. "Evaluation des interactions moléculaires dans des complexes bioinorganiques : du calcul ab initio au potentiel polarisable." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066267.
Full text
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Duval-Été, Marie-Christine. "Structure électronique et mouvements moléculaires dans les complexes de Van der Waals du mercure." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112191.
Full textAbstract:
The work reported here concerns the vibrational and electronic structures of mercury van der Waals complexes in their excited states. The deactivation paths are shown to depend on the electronic and vibrational states optically excited. The spectroscopic study of several systems, mercury-atom: Hg-Ar and mercury-molecule: N₂ , Hg-CH₄ , Hg-NH₃ and Hg-H₂ 0 leads to the determination of their van der Waals potentials. In the case of the mercury-argon complex a model is proposed which accounts for the structures of the first electronic excited states correlated with the 6³p levels of mercury. The binding energy can be related simply to the average orientation of the 6p mercury orbital with respect to the internuclear axis. The molecular movements of the complex, stretching and bending ones, are studied for the Hg-N ₂ system. Their efficiency upon the deactivation mechanisms is clearly shown, especially the part of the bending vibration in the complex photo dissociation. We provide through the simulation of the various spectra, fluorescence excitation, emission and fragment Hg (6³P0) excitation, a wealth of consistent information about potentials in the ground and excited states. The optical excitation of mercury-ammonia and mercury-water complexes allows the direct observation and the spectroscopic characterization of the well known collisional complexes. The insight into their electronic states, molecular movements and decay modes, helps to interpret their formation and emissions in collision experiments. For the more bound complexes observed in the excited state, we propose a bonding-back bonding mechanism between the excited metal and the molecule to describe the interaction. It is of the same nature to which takes place between ligands and metallic surfaces and producing catalytic phenomena. Thus the deepest bound complexes can be considered as catalytic or precatalytic systemsCe travail porte sur l'étude de la structure électronique et vibrationnelle de complexes de van der Waals du mercure. Il met en évidence l'influence de la nature électronique et vibrationnelle du niveau optiquement excité sur les voies de désactivation. L'étude spectroscopique des différents systèmes, mercure-atome : Hg-Ar et mercure-molécule : Hg-N₂ , Hg-CH₄ , Hg-NH₃ et Hg-H₂ 0, conduit à la détermination des potentiels d'interaction van der Waals. Dans le cas du complexe mercure-argon on a pu montrer, par un modèle simple, que pour les premiers états électroniques excités, états corrélés aux niveaux 6³P du mercure, le facteur essentiel décrivant l'interaction van der Waals est l'orientation moyenne de l'orbitale 6³p du mercure par rapport à l'axe internucléaire du complexe. L'étude des états excités supérieurs corrélés à l'état de Rydberg 7³s₁ du mercure a révélé une structure en double puits. L'argon peut occuper deux positions d'équilibre, situé à l'intérieur du nuage électronique de l'orbitale 7s du mercure, le complexe a les caractéristiques de l'ion Hg+-Ar, situé à l'extérieur de ce nuage il forme une molécule de van der Waals très peu liée. Les mouvements moléculaires du complexe : Allongement et torsion et leur influence sur les mécanismes de désactivation, sont plus spécialement étudiés avec le système Hg-N₂. La modélisation des spectres expérimentaux: Excitation de fluorescence, émission, excitation du fragment Hg (6 ³P0), conduit à une description des potentiels d'interaction de l'état fondamental et des états excités atteints. Les mouvements de torsion du complexe peuvent être décrits comme une rotation bloquée de l'azote. Observant une dépendance de la dissociation du complexe avec le niveau vibrationnel excité, on a pu mettre en évidence le rôle du moment angulaire de vibration sur la dissociation du complexe induisant la relaxation intra multiplet du mercure vers le niveau ³P0. Enfin, l'excitation optique des complexes de van der Waals mercure-ammoniac et mercure-eau permet l'observation directe et la caractérisation spectroscopique des complexes collisionnels dont les émissions ont été observées précédemment. Donnant une image précise de la structure électronique, des mouvements moléculaires et des processus de désactivation de ces complexes, cette étude contribue à la compréhension de leur formation et des émissions caractéristiques leur étant liées. Un mécanisme de double échange de charge entre le mercure et la molécule est proposé pour rendre compte des énergies de liaison des complexes les plus liés à l'état excité. Il est de même nature que ceux ayant lieu entre ligands et surfaces métalliques, aussi les complexes très liés peuvent-ils être considérés comme des systèmes catalytiques ou pré-catalytiques
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Iftner, Christophe. "Modélisation de complexes et agrégats moléculaires en matrice cryogénique." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30160/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente le développement et les applications d'un formalisme hybride quantique-classique pour décrire la structure électronique d'un système actif avec un environnement cryogénique (agrégat ou matrice d'atomes de gaz rare). La description quantique de la structure électronique du système actif est faite dans le cadre d'une approximation de type Liaisons Fortes de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité, avec charges atomiques autocohérentes (SCC-DFTB). L'environnement de gaz rare est décrit par des potentiels classiques atome-atome (FF). L'interaction entre le sytème actif et les atomes de l'environnement cryogénique est représentée par des opérateurs matriciels locaux anisotropes électron-atome, ainsi que par des contributions de polarisation et de dispersion. La détermination des opérateurs et des paramètres d'interaction est extraite de calculs ab initio post Hartree-Fock (CCSD-T) sur les paires atome actif/atome d'argon. Les applications concernent les interactions entre hydrocarbures, agrégats d'eau isolés ou complexes hydrocarbures/eau avec des agrégats et ou des matrices d'argon. Le modèle est validé sur de petits systèmes (molécule C6H6 , molécule H2O) en interaction avec des atomes et agrégats d'argon. Nous avons ainsi déterminé les données structurales et énergétiques pour les agrégats (C6H6)Arn (n < 55) qui ont été comparées à des données ab initio (DFT, CCSD-T) pour les plus petits agrégats, ou à des calculs de champ de force publiés dans la littérature pour les agrégats de plus grande taille. Le modèle permet également un traitement unifié de différentes situations électroniques permettant ainsi la détermination de l'évolution des potentiels d'ionisation du système actif en fonction de la taille n de l'agrégat solvatant. Le modèle DFTB/FF a ensuite été appliqué à des molécules et nano-agrégats d'eau (H2O)n (n=2-6) insérés dans des matrices d'argon, représentées par des sous-ensembles finis du réseau cristallin cubique faces centrées. Des données structurales et énergétiques ont été obtenues. Des études de dynamique moléculaire ont permis la détermination de spectres infrarouges (IR) à température finie. La comparaison des spectres IR théoriques caractérisant une molécule d'eau en matrice avec les données expérimentales nous a permis de valider l'approche DFTB/FF. Le cas de l'hexamère (H2O)6, plus petit agrégat présentant une structure tri-dimensionnelle et caractérisé par plusieurs isomères stables, a été étudié de façon exhaustive : l'effet de la matrice sur les structures de certains de ces isomères a été mis en évidence, ainsi que des effets différentiels sur leur stabilités respectives. Une influence sur les positions des bandes IR des agrégats a également été montrée. Les résultats obtenus permettent une interprétation satisfaisante des données expérimentales existantes pour les plus petits agrégats. L'assignation des spectres expérimentaux de l'hexamère demeure incertaine. Enfin, des résultats préliminaires sur les structures, l'énergétique et les spectres IR à température finie ont été obtenus pour des complexes d'Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques avec l'eau (HAP-H2O) en matrices d'argon. L'ensemble des données obtenues pour ces complexes est discuté en relation avec les résultats expérimentaux en environnement cryogénique obtenus dans l'équipe de Joëlle Mascetti de l'Institut des Sciences Moléculaires de l'Université Bordeaux I, dans le cadre d'une collaboration ANR (ANR PARCS no 13-BS08-0005). Ce travail a bénéficié d'une allocation de thèse co-financée par l'Institut de Physique du CNRS et le Conseil Régional de la région Midi-PyrénéesThis thesis presents the development and applications of an hybrid quantum-classical formalism in order to describe the electronic structure of an active system in a cryogenic environment (cluster or rare gas matrix). The quantum description of the electronical structure of the active system is based on a a tight-binding approximation of the density functional theory, with self-consistency regarding the charges (SCC-DFTB). The rare gaz environment is described via classical atom-atom potential (FF). The interaction between the active system and the atoms of the cryogenic environment is represented by local anisotropic matricial electron-atom operators, as well as by polarisation and dispersion contributions. Operators and interaction parameters are extracted from post Hartree-Fock \textit{ab initio} calculations (CCSD-T) of active atom/argon atom pairs. The applications involve hydrocarbons, isolated water clusters or hydrocarbon/water complexes in interaction with argon clusters or matrices. The model has been validated on small systems (C6H6 molecule, H2O molecule) in interaction with argon atoms and clusters. We have been able to determine structural and energetic data for (C6H6)Arn (n < 55) clusters which are benchmarked against ab initio results (DFT,CCSD-T) for the smaller sizes, or with respect to FF calculations, available in the literature, for larger sized clusters. The model enables to treat various electronic situations, allows in particular to determine the evolution of the ionization potentials of the active system as a function of the inert cluster size. The SCC-DFTB/FF model has then been applied to water molecules and water nano-clusters (H2O)n (n=2-6) embedded in argon matrices, represented by finite size cristal pieces of the face centered cubic lattice. Structural and energetical data have been obtained. Molecular dynamics studies have enabled the determination of finite temperature infrared (IR) spectra. Comparison between the theoretical and experimental spectra of the water monomer embedded in the matrix validates the SCC-DFTB/FF approach. The case of the water hexamer (H2O)6, the smallest cluster presenting a three-dimensional structure and caracterized by several low-energy isomers, has been investigated exhaustively : the effect of the matrix on the structures of some isomers has been shown as well as differential effects on their respective stabilities. An influence on IR lines positions has also been highlighted. Our theoretical study allows for a satisfactory interpretation of the experimental data for the smallest clusters (n<4). The assignment of the experimental spectra of the hexamer remains in discussion. Finally, preliminary results on structures, energetics and finite temperature IR spectra have been obtained for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) /water complexes. The results for the complexes are discussed in relation with experimental data obtained in the team of Joëlle Mascetti at the Institute of Molecular Sciences (University of Bordeaux I), in the context of an ANR collaborative project (ANR PARCS no 13-BS08-0005). The thesis has been co-financed by the CNRS Institute of Physics and Conseil Regional of Region Midi-Pyrénées
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Bégué, Didier. "Calculs des polarisabilités et des coefficients de van der Waals pour des petits systèmes moléculaires : de l'étude de l'atome à celle de l'état condensé." Pau, 1999. http://www.theses.fr/1999PAUU3001.
Full textAbstract:
Nous avons montré comment la prise en compte de plusieurs états spectroscopiques, en plus de la jauge et de la série quasi-spectrale pour déterminer l'expression analytique de la fonction perturbée d'ordre 1, permet de traduire de façon correcte les composantes dynamiques des propriétés électriques. Cette approche est appliquée à deux systèmes iso électroniques : Co et Bf. La méthode TGDI permet d'accéder aux propriétés des systèmes dans leur état fondamental, et dans leurs états excités. Ce travail est illustré dans l'étude de l'atome de béryllium pour ses cinq premiers états spectroscopiques. Nous présentons une étude théorique, par la méthode des perturbations, de la détermination de l'énergie d'interaction entre deux atomes situés à grandes distances. Nous avons développé le formalisme donnant les expressions générales des éléments de matrice de l'énergie de dispersion nécessaire à la détermination des coefficients de van der Waals. Ce formalisme est valable pour toutes les interactions à longues distances entre atomes se trouvant dans leurs états fondamentaux et excités (au-delà du modèle de Casimir-Polder). Trois exemples illustrent ce travail : Be#2, Beli et K#2. Pour ce dernier, nous avons montré les corrélations qui existent entre nos calculs et les observations expérimentales. Compte tenu de la perte de symétrie de translation et des déformations structurales, l'étude des agrégats ne peut être appréhendée que par des méthodes de simulation à l'échelle atomique. Nous proposons une série de résultats théoriques sur les propriétés dipolaires statiques et dynamiques des petits clusters de béryllium (Be#N N=2,3 et 4). L'augmentation de la dimension des systèmes jusqu'à une échelle micrométrique (N>100 atomes) affecte de façon spectaculaire les propriétés physiques. L'approche développée nous a permis de dégager les lois de variations précises de la polarisabilité avec la taille du cluster et de mettre en évidence le comportement asymptotique de la propriété.
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St-Onge, Vincent. "Interprétation microscopique de l'émergence des verres moléculaires : un pont entre l'expérience et la simulation." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/10441.
Full textAbstract:
Les verres moléculaires sont passionnants puisqu'ils soulèvent plusieurs interrogations quant à la nature même de leur existence. Comment expliquer l'émergence de la phase vitreuse au sein de petites molécules organiques d'une cinquantaine d'atomes? Existe-t-il une explication moléculaire permettant de comprendre ce phénomène ou s'agit-il d'une propriété d'ordre supérieur régie par ses propres lois où une interprétation au niveau moléculaire ne suffit pas à expliquer la formation d'un matériau vitreux? Est-il possible d'obtenir un modèle permettant de bien représenter la phase solide amorphe des verres moléculaires et prédire ses différentes propriétés physico-chimiques et mécaniques? C'est ce que la recherche présentée dans ce mémoire tente de résoudre en apportant quelques éclaircissements.
Dans un premier temps, le lecteur sera plongé dans l'importance du projet avec un contexte littéraire actuel, un bref état de l'art de la recherche sur les verres moléculaires, ainsi qu'une brève présentation du chemin de pensée qui a mené à la création de ce projet de recherche sur les verres moléculaires.
Dans un deuxième temps, il se verra montrer les différents concepts théoriques des techniques utilisées, que sont la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire dynamique et l'analyse de ses bandes, ainsi que la simulation par calculs quantiques et par dynamique moléculaire, pour répondre aux questions précédentes.
Dans un troisième et dernier temps, le lecteur se verra expliquer les différents résultats et leurs conséquences quant à la résolution du mystère des verres moléculaires, ainsi que les travaux qui demeurent à effectuer sur le projet pour parvenir à obtenir un bon modèle de prédiction pour les propriétés désirées.
Les résultats obtenus au fil des travaux de recherche effectués et présentés en détail dans ce mémoire sont d'une grande importance pour la compréhension du phénomène de la phase vitreuse qui existe au sein des verres moléculaires. Entre autres, la quantification des énergies d'activation a permis de comprendre qu'en milieu solvaté, il faut avoir une énergie d'activation minimale d'environ 20kJ/mol pour une rotation d'angle dièdre pour qu'une phase vitreuse soit observée dans le matériau. De plus, les mesures ont montré que le modèle de simulation qui était utilisé avant le début de ces travaux de recherche n'était pas idéal pour bien représenter les mouvements au sein des verres moléculaires. Les mouvements en question incluent les oscillations des longueurs de liaisons, les oscillations des angles de valence et les rotations d'un angle dièdre autour d'une liaison. De nouveaux paramètres ont été obtenus par calculs quantiques et ils ont confirmé que les paramètres du champ de forces qui était utilisé n'étaient pas bons pour la simulation de verres moléculaires. Entre autres, les valeurs d'équilibre d'oscillations des longueurs de liaisons et des angles de valence n'étaient pas du tout les mêmes que celles définies dans le champ de forces utilisé.
Les concepts associés aux travaux réalisés ainsi que les résultats obtenus ont été présentés dans plusieurs congrès, entre autres, au « Canadian Society for Chemistry » en 2015 et en 2016, respectivement à Ottawa (ON, Canada) et à Halifax (NS, Canada), sous forme d'affiches. Ils ont aussi été présentés aux congrès du centre québécois sur les matériaux fonctionnels en 2015, sous forme d'affiche, et en 2016, en présentation à l'oral.
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Tran, Thanh Thuy. "Lattice model for amyloid peptides : OPEP force field parametrization and applications to the nucleus size of Alzheimer's peptides." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCC187/document.
Full textAbstract:
La maladie d’Alzheimer touche plus de 40 millions de personnes dans le monde et résulte de l’agrégation du peptide beta-amyloïde de 40/42 résidus. En dépit de nombreuses études expérimentales et théoriques, le mécanisme de formation des fibres et des plaques n’est pas élucidé, et les structures des espèces les plus toxiques restent à déterminer. Dans cette thèse, je me suis intéressée à deux aspects. (1) La détermination du noyau de nucléation (N*) de deux fragments (Aβ)16-22 et (Aβ)37-42. Mon approche consiste à déterminer les paramètres OPEP du dimère (Aβ)16-22 en comparant des simulations Monte Carlo sur réseau et des dynamiques moléculaires atomiques par échange de répliques. Les paramètres fonctionnant aussi sur le trimère (Aβ)16-22 et les dimères et trimères (Aβ)37-42, j’ai étudié la surface d’énergie libre des décamères et mes simulations montrent que N* est de 10 chaines pour (Aβ)16-22 et est supérieure à 20 chaines pour (Aβ)37-42. (2) J’ai ensuite étudié les structures du dimère (Aβ)1-40 par simulations de dynamique moléculaire atomistique par échanges de répliques. Cette étude, qui fournit les conformations d’équilibre du dimère Aβ1-40 en solution aqueuse, ouvre des perspectives pour une compréhension de l’impact des mutations pathogènes et protectrices au niveau moléculaireThe neurodegenerative Alzheimer's disease (AD) is affecting more than 40 million people worldwide and is linked to the aggregation of the amyloid-β proteins of 40/42 amino acids. Despite many experimental and theoretical studies, the mechanism by which amyloid fibrils form and the 3D structures of the early toxic species in aqueous solution remain to be determined. In this thesis, I studied the structures of the eraly formed oligomers of the amyloid-β peptide and the critical nucleus size of two amyloid-β peptide fragments using either coarse-grained or all-atom simulations. First, at the coarse-grained level, I developed a lattice model for amyloid protein, which allows us to study the nucleus sizes of two experimentally well-characterized peptide fragments (Aβ)16-22 and (Aβ)37-42 of the Alzheimer's peptide (Aβ)1-42. After presenting a comprehensive OPEP force-field parameterization using an on-lattice protein model with Monte Carlo simulations and atomistic simulations, I determined the nucleus sizes of the two fragments. My results show that the nucleation number is 10 chains for (Aβ)16-22 and larger than 20 chains for (Aβ)37-42. This knowledge is important to help design more effective drugs against AD. Second, I investigated the structures of the dimer (Aβ)1-40 using extensive atomistic REMD simulations. This study provides insights into the equilibrium structure of the (Aβ)1-40 dimer in aqueous solution, opening a new avenue for a comprehensive understanding of the impact of pathogenic and protective mutations in early-stage Alzheimer’s disease on a molecular level
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Ulmschneider, Michel. "Modèle analytique pour le calcul des surfaces moléculaires de Van der Waals et accessible au solvant : contribution au calcul des enthalpies libres d'hydratation et des coefficients de partage." Mulhouse, 1993. http://www.theses.fr/1993MULH0291.
Full textAbstract:
Les concepts de surfaces de Van der Waals et accessibles au solvant sont définis ainsi que les techniques courantes de calcul, en présentant la nouvelle méthode développée dans ce travail. Des points, appelés sondes, sont placés autour de chaque noyau atomique par des constructions vectorielles spécifiques, qui dépendent de l'hybridation et du nombre de ligands. Des équivalents de surface sont associés aux sondes. Une fonction de la distance permet de calculer un facteur d'occlusion traduisant le degré de recouvrement des surfaces en fonction des sphères atomiques voisines. On montre que le produit des facteurs d'occlusion équivaut à un traitement probabiliste du calcul de la surface exposée d'un atome. Pour chaque étape géométrique et analytique, un paramètre est introduit pour ajuster au mieux le modèle aux surfaces exactes calculées avec un programme de référence, pour une bibliothèque de molécules représentatives. On établit la dérivée première par rapport à chacune des directions de l'espace moléculaire pour toute relation mathématique intervenant dans le modèle. En combinant les surfaces analytiques et des descripteurs structuraux, on propose en modèle pour le calcul des enthalpies libres d'hydratation de la phase gazeuse à une solution aqueuse diluée, de petites molécules organiques. Un autre ajustage des paramètres permet d'adapter ce modèle au calcul des coefficients de partage octanol/eau et des enthalpies libres de solvatation dans l'octanol. Le grand nombre de coefficients de partage expérimentaux permet d'améliorer le modèle, et de rechercher des jeux de paramètres extensifs pour une meilleure modélisation de la solvatation dans des solvants polaires ou non polaires
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Dhaouadi, Zoubeida. "Contribution à l'analyse vibrationnelle des bases puriques des acides nucléiques. : Détermination des champs de forces moléculaires et simulations des spectres Raman de résonance et de diffusion inélastique de neutrons." Paris 13, 1993. http://www.theses.fr/1993PA132009.
Full textAbstract:
L'utilisation simultanée de la diffusion Raman de résonance et de la diffusion inélastique de neutrons nous a permis d'analyser les modes vibrationnels des bases puriques (adénine et guanine) des acides nucléiques dans la région spectrale au-dessous de 1800 cm##1. Un champ de force de valence empirique a été développé pour calculer les nombres d'onde des modes intramoléculaires ainsi que leurs intensités spectrales. Les nombres d'onde des modes ainsi que les amplitudes des déplacements atomiques ont été calculés à l'aide de la méthode gf de Wilson et sur une base de coordonnées non-redondantes et symétriques. La fiabilité de ce champ de force a été également vérifiée par la reproduction des spectres des dérivés isotopiques des bases (obtenus par deuteration sélective soit sur le site c8 du cycle imidazolique, soit sur les azotes). La complémentarité des deux techniques expérimentales utilisées (Raman de résonance et diffusion inélastique de neutrons) a été largement discutée. En effet la diffusion Raman de résonance permet d'analyser les modes plans des bases provenant essentiellement des vibrations de valence des doubles liaisons. Alors que la diffusion inélastique de neutrons révèle les modes hors du plan de ces molécules et en particulier ceux faisant intervenir les mouvements des hydrogènes. L'intensité des spectres Raman de résonance a été simulée en utilisant une théorie simplifiée qui tient compte des variations des indices de liaison induites par la transition électronique depuis l'état fondamental vers le premier état excité. Quant aux spectres de neutrons, la simulation a été effectuée en considérant les interactions du neutron incident avec les vibrations internes des molécules étudiées. L'interaction entre les modes externes (réseau) et les modes internes a été également prise en considération. Nous avons aussi testé la transferabilité du champ de forces de l'adénine à la 2-aminoadenine. Les constantes de force diagonales ont été transférées sans changement. Le raffinement des constantes de force d'interaction (du au remplacement d'un hydrogène par un groupement amino en position 2 de l'adénine), nous a permis d'attribuer les modes vibrationnels plans de la 2-aminoadenine et de ses dérivés deuteries.
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Brut, Marie. "Nouvelle approche méthodologique pour la prise en compte de la flexibilité dans les interactions entre molécules biologiques : les modes statiques." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/494/.
Full textAbstract:
La connaissance des propriétés structurales et physico-chimiques des biomolécules passe par une compréhension fine des interactions intra et inter-moléculaires. L'abondance des données et les enjeux socio-économiques nécessitent la mise en place de moyens d'analyse à haut débit, tels que la recherche in silico. Les algorithmes développés demeurent cependant peu satisfaisants pour le traitement de la flexibilité conformationnelle des macromolécules. Nous proposons dans cette thèse une nouvelle méthode, les Modes Statiques, afin d'obtenir un algorithme prenant en compte la flexibilité totale du système. Cette approche, fondée sur le concept de déformations induites entre deux macromolécules en interaction, vise à déterminer tous les modes de déformation possibles d'une molécule. Chaque déformation, appelé Mode Statique, résulte d'une excitation extérieure sur un atome de la biomolécule. Ces modes sont calculés en fonction des constantes de force contenues dans le modèle énergétique. Ils sont ensuite stockés pour des utilisations futures, du docking en particulier. Le problème du docking se réduit alors à des interaction entre sites, les déformations moléculaires émanant des Modes Statiques pré-calculés. Ce travail a donné lieu au développement d'un code, Flexible, dont nous présentons les premières applications aux propriétés de diverses molécules uniques : des polymères thermosensibles aux enzymes allostériques, en passant par les acides nucléiquesKnowledge of structural and physical-chemical properties of biomolecules requires a precise understanding of intra and inter-molecular interactions. Abundance of data and socio-economic issues require the development of powerfull analytical tools, such as in silico research. Developed algorithms remain unsatisfactory, particularly for the treatment of conformational flexibility of macromolecules. We propose in this thesis a new method, the Static Modes, to obtain an algorithm taking into account the flexibility of the entire system. This approach, based on the "induced-fit" concept, aims to identify all possible modes of deformation of a molecule. Each deformation, called a Static Mode, results from an external excitation on one atom of the biomolecule. These modes are calculated according to force constants in the energy model. They are then stored for future uses, docking in particular. The problem of docking is then reduced to interactions between sites, molecular deformations arising from pre-calculated Static Modes. This work has led to the development of a code: Flexible. We present here the first applications to the properties of various unique molecules : thermosensitive polymer, allosteric enzymes, nucleic acids
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El, maangar Asmae. "L’extraction raisonnée de métaux stratégiques par des hydrotropes." Thesis, Université de Montpellier (2022-….), 2022. http://www.theses.fr/2022UMONS004.
Full textAbstract:
L’extraction liquide-liquide (LL) est la technologie principale de séparation employée dans les procédés hydrométallurgiques pour le recyclage des métaux stratégiques nécessaires à l’économie circulaire. La mise en œuvre industrielle du recyclage repose sur le contrôle du transfert d’espèces entre une solution concentrée d’électrolytes contenant les cations métalliques à extraire sélectivement et une solution de tensioactif lipophile associé à un solvant non miscible à l’eau et des « modificateurs de phase ». Une limitation des procédés d’extraction LL tel qu’utilisés actuellement est la formation de la 3ème phase. De plus, ils induisent un lourd impact environnemental en raison de l’utilisation de volumes élevés de réactifs et l’emploi intensif de solvants organiques non respectueux de l’environnement. Une des stratégies pour répondre à ces problématiques est d’utiliser des systèmes à base d’hydrotropes.Les hydrotropes sont une famille de molécules utilisés pour des applications en biochimie analytique, pharmaceutique et en cosmétique. Ces molécules n’ont jamais été étudiées dans le cadre du recyclage des métaux. Cette thèse est consacrée à la compréhension et la mise en œuvre d’hydrotropes pour l’extraction des métaux, ainsi qu’à l’identification des forces motrices mises en jeu.Ce travail décrit via la démarche « iénaïque », associant les approches supramoléculaire et colloïdale, ce qui se passe lorsque l’on remplace respectivement le diluant, le modificateur de phase et même l’extractant par des hydrotropes. Deux types d’hydrotropes sont étudiés : des hydrotropes qui sont des tensioactifs neutres courts et des hydrotropes électrolytes comme le salicylate de sodium. Dans chaque cas, la détermination des diagrammes de phases et de la nanostructuration des phases sont des préalables nécessaires à la compréhension des forces moléculaires à l’origine des transferts mesurés. L’utilisation des techniques de fluorescence de rayons X, de diffusion de rayons X et des neutrons, de tensiométrie interfaciale ainsi que de calorimétrie ont été déterminantes pour la compréhension des mécanismes sous-jacents à l’extraction hydrotropique.Au prix d’une augmentation de complexité des schémas procédés liés à la solubilité de l’hydrotrope dans les phases aqueuses, nous démontrons que l’emploi d’hydrotropes à la place du diluant ou même à la place de l’extractant, compris par la décomposition « iénaïque », amènent à un gain d’un ordre de grandeur en intensification de procédé et/ou en volume d’effluents produits, ouvrant la voie à l’extraction « raisonnée » des métaux en vue de leur recyclage depuis la mine urbaineLiquid-liquid extraction (LLE) is the main separation technology used in hydrometallurgical processes for the recycling of strategic metals needed for a circular economy. The industrial implementation of recycling relies on the control of the transfer of species between a concentrated solution of electrolytes containing the metal cations to be selectively extracted and a solution of lipophilic surfactant associated with a water-immiscible solvent and “phase modifiers”. A limitation of LLE processes as currently used is the formation of the 3rd phase. In addition, they induce a heavy environmental impact due to the use of high volumes of reagents and the intensive use of non-environmentally friendly organic solvents. One possible strategy to overcome these problems is by using hydrotrope-based systems.Hydrotropes are a family of molecules used for applications in analytical biochemistry, pharmaceuticals and cosmetics. These molecules have never been studied in the context of metal recycling. This thesis is devoted to the understanding and implementation of hydrotropes for metal extraction, as well as to the identification of the driving forces involved.This work uses the “ienaics” approach to measure and understand what happens when the diluent, the phase modifier and even the extractant are replaced by hydrotropes, respectively. Two types of hydrotropes are studied: hydrotropes that are short neutral surfactants and electrolyte hydrotropes such as sodium salicylate. In each case, the determination of the phase diagrams and the nanostructuration of the phases are necessary prerequisites to understand the molecular forces at the origin of the measured transfers. The use of X-ray fluorescence, X-ray and neutron scattering, interfacial tensiometry and calorimetry techniques have been decisive for the understanding of the mechanisms underlying hydrotropic extraction.At the cost of an increase in complexity of the process schemes related to the solubility of the hydrotrope in the aqueous phases, we demonstrate that the use of hydrotropes instead of the diluent or even instead of the extractant, understood by the “ienaics” decomposition, leads to a gain of an order of magnitude in process intensification and/or in volume of effluents produced, opening the way to the “reasoned” extraction of the metals for their recycling from the urban mine
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Moulard, Bruno. "Génétique de la sclérose latérale amyotrophique : études cliniques et moléculaires des formes familiales ; études moléculaires des formes sporadiques." Montpellier 1, 1996. http://www.theses.fr/1996MON1T015.
Full text
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Comparat, Daniel. "Formation de molécules froides par photoassociation d'atomes froids de césium. Mise en évidence de forces à longue portée entre atomes froids excités de césium." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002752.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude expérimentale et l'interprétation théorique des processus de photoassociation et de formation de molécules froides de césium, ainsi que sur l'étude des forces dipolaires entre une paire d'atomes de césium froids excités. La photoassociation moléculaire d'atomes froids de césium a été réalisée expérimentalement : deux atomes absorbent un photon pour former une molécule électroniquement excitée dans un état de rotation-vibration donné. L'expérience a permis la première observation de molécules translationnellement froides obtenues après désexcitation spontanée des molécules photoassociées. La forme en double puits des courbes de potentiel des états moléculaires $0_g^- (6s+6p_(3/2))$ et $1_u (6s+6p_(3/2))$ du césium est la clé de l'efficacité du processus. Ces molécules froides formées sont détectées sélectivement par temps de vol après leur photoionisation en ions Cs$_2^+$. Des températures de $20-200\,\mu$K ont été mesurées. La photoassociation offre une méthode de spectroscopie à haute résolution qui permet d'atteindre des états moléculaires de grande élongation, donnant accès aux données asymptotiques. La spectroscopie du puits de potentiel externe de l'état $0_g^-(6s+6p_(3/2))$ du césium a été effectuée et est analysée par une approche R.K.R.. Une théorie unifiée de la photoassociation en champ faible, vue comme une collision assistée par laser, est développée dans ce manuscrit. Les expériences avec les atomes froids permettent l'étude des collisions entre deux atomes soumis à une interaction mutuelle à grande distance de type dipôle-dipôle. Deux systèmes physiques différents sont étudiés : une assemblée d'atomes de Rydberg et la photoassociation. La modification du mouvement d'une paire d'atomes offre la possibilité de ``contrôler" les forces dipolaires et de ``choisir" les vitesses relatives entre atomes.
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Narth, Christophe. "Développement de champs de forces polarisables : vers la dynamique moléculaire SIBFA." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066739/document.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est une revisite du potentiel SIBFA. Ceci inclut un travail et une réflexion sur la méthodologie de cette approche avec une implémentation proposant une utilisation plus large. De plus, une nouvelle calibration de champ de forces raffiné est permise aujourd’hui. En effet, la décomposition d’énergie intermoléculaire SAPT donne accès à toutes les composantes avec rigueur. La reproduction des résultats ab-initio par un potentiel analytique laisse entrevoir des applications prometteuses. Au-delà du coup de calcul considérablement réduit par rapport aux méthodes de chimie quantique, son intégration dans un code de dynamique moléculaire ouvre les portes à de nombreuses études encore plus prometteuses hors de portée de la chimie quantique. Enfin l’optimisation de ce code, avec une parallélisation bien étudiée, en feront un outil majeur de la biochimie. Dans une première partie, nous introduirons les notions et principes essentiels à la dynamique moléculaire. Un premier chapitre exposera la mécanique classique utilisé dans les programmes les plus distribués et utilisés. Un second chapitre introduira les méthodes permettant un meilleur traitement des interactions non-covalentes essentielles dans les études de complexes ligand-récepteur. Une seconde partie abordera de manière plus concrète la stratégie d’implémentation de SIBFA dans Tinker. Celle-ci s’organisera autour de trois chapitres, traitant chaque composante énergétique intermoléculaire. L’objectif de cette thèse est de proposer un socle solide autour du traitement des interactions non covalentes dans le cadre des champs de forces polarisables de dernières générations et de présenter le modèle d’eau hybride AMOEBA/SIBFAThe purpose of this thesis is to revisit the potential of SIBFA (Sum of Interactions Between Fragments Ab initio computed) [...]
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Ritchie, David. "Algorithmes Haute-Performance pour la Reconnaissance de Formes Moléculaires." Habilitation à diriger des recherches, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00587962.
Full textAbstract:
Ce mémoire résume ma contribution aux problèmes de la représentation et de la comparaison des formes et propriétés chimiques de molécules au moyen de nouvelles techniques de transformées de Fourier rapides (FFT). Les trois principaux domaines abordés ici sont le clustering et la classification des formes de macromolécules protéiques, le docking ou amarrage protéine-protéine visant à modéliser la conformation structurale de deux partenaires susceptible d'exister in vivo, et enfin la comparaison rapide de nombreuses petites molécules pour le criblage virtuel de potentiels inhibiteurs thérapeutiques. Les techniques basées sur la FFT sont largement utilisées dans de nombreux domaines de la science. Par ailleurs, les approches conventionnelles basées sur les grilles cartésiennes de FFT peuvent accélérer les calculs d'appariement moléculaire dans seulement trois des six degrés de liberté (ceux de translation) du corps rigide. Le thème principal de mon travail repose sur l'idée que la comparaison des formes complexes en trois dimensions (3D) de molécules est en grande partie un problème de rotation, dès lors les molécules peuvent efficacement être représentées par des systèmes de coordonnées polaires afin de pouvoir les comparer à l'aide de FFT rotationelles. Dans ce mémoire, je montre qu'en représentant les molécules par des développements orthogonaux en harmoniques sphériques et des polynômes de Gauss-Laguerre et en n'utilisant que des techniques classiques de calcul, leurs formes peuvent être mises en rotation et translatées analytiquement. Les paires de formes peuvent alors être comparées ou amarrées de façon très efficace en utilisant une série de 1D, 3D, ou même 5D FFT de rotation. Même si une grande partie des fondamentaux théoriques sont bien connue dans les domaines de la chimie ou de la physique, l'approche globale est originale dans le contexte de l'appariement de formes moléculaires, du docking de protéines et plus généralement de la reconnaissance d'objets 3D. La dernière partie de ce mémoire ouvre sur les perspectives futures visant à étendre ces différentes approches aux défis actuels posés par la biologie systémique et structurale tels que le criblage virtuel à haut-débit, l'intégration de la flexibilité des protéines lors de leur complexation mais aussi l'assemblage de structures macromoléculaires multi-composants.
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Mathis, Hervé. "Reconnaissance de formes moléculaires dans les relations structure-activité." Nancy 1, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1992_0344_MATHIS.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse présente un logiciel qui a pour but de mieux comprendre les relations entre caractéristiques structurales et propriétés thérapeutiques de molécules envisagées comme médicaments. L'idée majeure est de soumettre une famille de composés, d'une part à des calculs de chimie quantique, d'autre part à des méthodes de reconnaissance de formes, afin d'observer si certaines propriétés moléculaires sont discriminantes vis-à-vis d'une activité pharmacologique mesurée par ailleurs. Des résultats sont détaillés, comparant les aptitudes respectives de quelques benzopyranes comme antihypertenseurs. Outre un rappel des notions de base de la chimie quantique, les principaux aspects traités ici relèvent de la propagation (graphisme moléculaire notamment) et de l'analyse des données (classifications et statistiques).
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Karzazi, Yasser. "Structure électronique et champ de forces moléculaire des cycloimmonium ylures." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-410.pdf.
Full textAbstract:
Grace a la presence du carbanion, les cycloimmonium ylures sont des produits fortement nucleophiles. Ces composes sont des intermediaires de reaction qui ont ete caracterises comme etant des reactifs analytiques, des pesticides et des semi-conducteurs organiques. En tenant compte des donnees de diffraction des rayons x, une etude comparative par calculs ab initio et semi-empirique a ete developpee afin d'elucider certaines proprietes electroniques et structurales des cycloimmonium ylures. En effet, nous avons mis en evidence l'interaction de resonance et la force d'attraction coulombienne entre le carbanion ylurique et le cycle aromatique positivement charge comme etant des facteurs importants dans la stabilite des cycloimmonium ylures. Parmi les six methodes semi-empiriques utilisees, la methode am1 est la plus appropriee pour l'etude des cycloimmonium ylures plans dans la mesure ou elle reproduit les observables experimentales avec une precision parfois superieure a celle des calculs ab initio. Les resultats de l'etude de la structure electronique des cycloimmonium ylures avec ceux de la resolution structurale de l'amidocyano-pyridinium methylure par diffraction des rayons x nous ont permis de developper un champ de forces empirique et un champ de forces ab initio echelonne pour la classe des cycloimmonium ylures. Ainsi, une parametrisation generale harmonique pour les cycloimmonium ylures coherente avec les modeles de mecanique moleculaire a ete proposee. Par ailleurs, nous avons montre qu'il est possible d'obtenir un bon champ de forces reproduisant les frequences experimentales avec une bonne precision. Les frequences predites, apres echelonnement, sont obtenues avec une deviation quadratique moyenne de 4 cm#-#1 par rapport aux frequences experimentales.
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Gribaa, Moez. "Génétique moléculaire de nouvelles formes d'ataxies progressives récessives." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/GRIBAA_Moez_2006.pdf.
Full textAbstract:
Les ataxies cérébelleuses progressives représentent un groupe hétérogène de maladies neurologiques. Certaines formes de ces ataxies ont une transmission autosomique récessive et sont génétiquement et moléculairement bien caractérisées. Pour les autres, le gène en cause soit n’est pas encore connu soit la protéine qu’il code a une fonction qui est mal ou pas encore connue. Au cours de ma thèse j’ai principalement étudié 3 formes particulières d’ataxie. Dans le but de m’affranchir du problème de l’hétérogénéité génétique de ces maladies, ma stratégie a consisté à identifier des nouveaux loci à partir de grandes familles consanguines par cartographie par homozygotie dont la liaison génétique permet de générer un LOD score supérieur ou égal à 3 pour chacune d’elle. La première forme est représentée par l’ataxie spinocérébelleuse avec cécité et surdité (SCABD). Il s’agit d’une ataxie associée à une atrophie optique et une surdité de perception d'évolution progressive décrite pour la première fois en 1974 par Van Bogaert et Martin. Le locus associé à ce syndrome a été identifié en 6p21- 22. L’étude de liaison d’autres familles consanguines m’a permis de trouver 2 autres familles liées à ce locus. La combinaison des régions d’homozygotie dans ces familles m’a permis de réduire la région en cause à 3,5 mégabases. Cette région compte 27 gènes de protéines non-histones. Le séquençage de l’ensemble de leurs exons ne nous a pas permis de trouver des mutations susceptibles d’être la cause du syndrome SCABD. Ce résultat négatif m’a conduit à remettre en cause l’une des deux familles. L’analyse des deux patients de cette famille avec les nouvelles micropuces de génotypage à haute densité (50. 000 SNP) a permis d’identifier une liaison à d’autres loci. Si cette hypothèse se confirme, le locus en 6p21-22 inclut une grande région plus centromérique n’ayant pas encore été explorée. La deuxième forme concerne le syndrome de l’Ataxia Telangiectasia-like disease qui associe une ataxie cérébelleuse progressive à une instabilité chromosomique mais, à l’inverse de l’ataxie télangiectasie, elle ne présente ni télangectasie ni déficit immunitaire. Elle est secondaire à des mutations du gène MRE11. J’ai étudié, par liaison génétique, deux grandes familles consanguines originaires d’Arabie Saoudite. La région d’homozygotie correspond à la bande 11q22-23 qui contient le gène MRE11 Le séquençage de ce gène chez les différents patients m’a permis de trouver une transition de G en C en position 630 dans l’exon 7, responsable du remplacement d’un tryptophane par une cystéine (W210C). Cette mutation a été retrouvée par la suite dans une troisième famille d’Arabie Saoudite, indiquant un effet fondateur dans ce pays. Une étude fonctionnelle des conséquences de la mutation W210C dans les lignées de cellules fibroblastiques des patients a montré que cette mutation entraîne une perte partielle de la fonction de la protéine Mre11 en dépit d’une élévation de sa concentration intracellulaire. La troisième forme est une ataxie récessive associée à une épilepsie que j’ai étudiée chez une grande famille consanguine d’Arabie Saoudite. L’étude de la liaison génétique m’a permis d’identifier deux régions d’homozygotie partagées par les 4 enfants atteints. L’étude des enfants sains a permis de ne retenir qu’une seule région en 16q21-q23. Les caractéristiques phénotypiques des patients de cette famille permettent de définir une nouvelle entité clinicobiologique associant un syndrome épileptique avec crises généralisées à début infantile, une ataxie cérébelleuse modérée, un retard du développement psychomoteur ainsi que des anomalies vacuolaires à la biopsie musculaire.
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Tristram, Frankie. "Contribution à l'élaboration du champ de forces SPASIBA de sucres." Lille 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LIL10113.
Full textAbstract:
Depuis la reconnaissance des rôles biologiques des sucres de nombreuses études expérimentales ont portes sur leurs structures. La difficulté à obtenir expérimentalement une structure de sucre a fait de la modélisation moléculaire une des possibilités les plus attrayantes pour l'obtention de conformations de sucres. Le champ de forces spectroscopique spasiba élaboré au laboratoire devait se doter de paramètres relatifs aux sucres. Une base de données concernant les fonctions chimiques éther, alcool et acétal est mise au point grâce aux résultats de spectroscopie de vibration et aux calculs ab initio. Les paramètres obtenus complètent ainsi la base de données des fonctions chimiques élémentaires et constitue le point de départ de la construction d'une base de paramètres relative aux sucres. Les paramètres ainsi obtenus peuvent servir d'outil d'étude de la structure des sucres ainsi que de leur comportement dynamique. Ces paramètres sont d'ailleurs testes lors d'une simulation de dynamique moléculaire sur un modelé de glycoprotéine hydratée représentant un ensemble de 4000 atomes et pour un temps de simulation de 400 picosecondes. Les résultats de la simulation sont en accord avec les données expérimentales disponibles, toutefois il s'avère nécessaire de perfectionner le modelé de la liaison glycosidique.
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Thomas, Louis. "Étude par microscopie à sonde locale des propriétés électriques de monocouches auto-assemblées de molécules photo-commutables sur substrats ferromagnétiques." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I086/document.
Full textAbstract:
Ce manuscrit traite du transport à travers des monocouches auto-assemblées (self-assembled monolayers, SAMs) de molécules photoisomérisables greffées sur des matériaux ferromagnétiques (FMs) pour des applications à la frontière de l'électronique moléculaire et de la spintronique. Ces systèmes sont étudiés par le mode conductif du microscope à force atomique, à l'air et sous ultravide. Il est attendu que les jonctions FM-SAM/pointe présentent une photo-commutation de résistance au cours de cycles d'irradiation. Un premier couple FM-SAM allie le manganite de lanthane dopé au strontium (LSMO) à un dérivé de diaryléthène (DDA). Il est montré que la diminution des courants à travers la SAM après irradiation UV, d'un ratio 5, ne saurait être liée à la photoisomérisation de DDA mais à la modification du LSMO par échauffement. De même, le champ électrique et la force appliqués par la sonde conduisent au switch-off intempestif du LSMO. Cet effet est cependant fortement diminué lorsque le substrat est passivé par une SAM de DDA. Le second système étudié est un dérivé d'azobenzène (AzBT) greffé sur cobalt. Co-AzBT montre une photo-commutation de résistance partiellement réversible avec un ratio de courant de 21 à +0,5 V. Le cobalt exposé à l'air ambiant montre également une commutation de résistance sous l'action de la sonde. Ce phénomène est quasi-absent lorsque le métal est protégé par une SAM. Ces travaux illustrent les difficultés inhérentes à l'emploi de FMs mais ouvrent cependant de nouvelles voies vers des dispositifs opto-spintroniques hybrides exploitant les couplages entre conformation moléculaire et transport polarisé en spinThis thesis focuses on electrical transport through self-assembled monolayers (SAMs) of photoisomerisable compounds grafted on ferromagnetic materials (FMs) for applications at the frontier between molecular electronics and spintronics. These systems have been characterized by conductive atomic force microscopy under ambient conditions and ultra-high vacuum. FM-SAM/tip junctions are expected to show resistance photoswitching during irradiation cycles. The first FM-SAM couple consists of lanthanum strontium manganite (LSMO) and a diarylethene derivative (DDA). We show that the switch-off of LSMO-DDA after UV irradiation, characterized by a ratio 5 of current, does not result from DDA isomerization but rather from LSMO heating. Similarly, electric field and strain applied by the tip also lead to the switch-off of the LSMO. Nevertheless, this last effect is disrupted when LSMO is protected by a DDA SAM. The second system studied is an azobenzene derivative grafted on cobalt. Co-AzBT exhibits an ON/OFF current ratio up to 21 at +0,5 V, partially reversible. Tip-induced switch-off was also observed on air exposed cobalt but is quasi-absent when the substrate is protected by a SAM. Despite showing the difficulties inherent to the use of FMs, this work sheds light on new ways to realize hybrid opto-spintronics molecular devices, triggered by isomerization and spin-polarized transport
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Boichard, Amélie. "Caractérisation moléculaire des formes métastatiques de carcinome médullaire de la thyroïde." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA11T015/document.
Full textAbstract:
Le carcinome médullaire de la thyroïde (CMT) est une tumeur neuroendocrine rare, se développant à partir des cellules sécrétant la calcitonine. Cette tumeur survient dans un contexte familial dans un tiers des cas. Toutes les formes germinales et près de 40% des formes sporadiques sont causées par une mutation ponctuelle activatrice de l’oncogène RET, codant pour un récepteur membranaire à activité tyrosine kinase. Les événements oncogéniques à l’origine des formes sporadiques non mutées RET restent mal définis, à l’exception de mutations activatrices des oncogènes RAS découvertes récemment.Le pronostic péjoratif du CMT est essentiellement lié à un envahissement ganglionnaire précoce. A ce titre, la chirurgie initiale est souvent insuffisante et les formes métastatiques ont longtemps été considérées en impasse thérapeutique. L’avènement récent des inhibiteurs séléctifs de tyrosine kinases (ITK) a apporté un nouvel élan à la prise en charge des tumeurs réfractaires, certains d’entre eux incluant dans leur spectre d’action le récepteur RET. Mais l’optimisation de ces traitements requiert une connaissance préalable des mécanismes moléculaires sous-jacents au développement tumoral.Dans ce contexte et en nous appuyant sur une collection importante de prélèvements humains, nous avons cherché à approfondir la decription du ‘paysage génomique’ du CMT.Dans un premier temps, nous avons évalué les anomalies structurales ponctuelles et chromosomiques présentées par les CMT. Nous avons montré, par optimisation de méthodes de séquençage, que les mutations des gènes RET et RAS interviennent dans plus de 96% des cas et que ces évènements sont mutuellement exclusifs. Ces mutations permettent de distinguer plusieurs groupes d’agressivité et de réponse aux traitements par ITK. Nous avons également observé - par technique d’hybridation génomique comparative - des anomalies de grande ampleur récurrentes dans cette pathologie : les délétions du bras court du chromosome 1 et des chromosomes entiers 4 et 22 apparaissent comme étant des évènements précoces et indépendants de la tumorigenèse du CMT.Dans un second temps, nous avons déterminé - par approche de type biopuce - les profils d’expression de microARN dans les CMT. Certains de ces régulateurs post-transcriptionnels majeurs semblent liés au caractère invasif de la tumeur, et notamment les miR-21, miR-199 et miR-129. Nous avons également démontré le potentiel d’utilisation des microARN miR-21 et miR-199 en tant que biomarqueurs circulants du CMT. L’impact fonctionnel des formes précurseurs mir-21 et mir-129 a ensuite été évalué par transfection dans les modèles cellulaires TT et MZ-CRC1.Les observations ainsi obtenues offrent de nombreuses perspectives d’études. Elles permettent la définition de marqueurs tissulaires distinguant a priori les tumeurs métastatiques et/ou réfractaires aux thérapies. Enfin, elles mettent en lumière de nouvelles pistes pour la découverte de cibles thérapeutiques additionnelles dans cette pathologieMedullary thyroid carcinoma (MTC) is a rare neuroendocrine tumor, arising from calcitonin-secreting cells. This cancer occurs in a family context in a third of cases. All inherited forms and nearly 40% of sporadic forms are caused by activating point-mutations in the RET oncogene, coding for a tyrosine-kinase receptor. Other oncogenic events causing sporadic cases remain unclear, but activating mutations of RAS oncogenes have been discovered recently.Prognosis of MTC is essentially linked to early lymph node occurrence. Initial surgery of metastatic forms is often insufficient and patients are considered in therapeutic dead-end. The recent advent of selective tyrosine-kinase inhibitors (TKIs) has brought a new impetus to the management of refractory tumors, some of them targeting the RET receptor. Optimization of these treatments require improving knowledge of the underlying molecular mechanisms of tumor development.In this context and helped by a large collection of human specimens, we have sought to deepen the description of genomic landscape of MTC.At first, we evaluated the structural and chromosomal abnormalities presented by MTC. We showed, by optimizing sequencing methods, that RET and RAS mutations are involved in over 96% of the cases, these events are mutually exclusives. These mutations can distinguish several groups of aggressiveness and of response to TKI treatments. We also observed, by comparative genomic hybridization techniques, recurrent abnormalities such as deletion of the short arm of chromosome 1 and loss of entire chromosomes 4 and 22. These losses appear to be early events of tumorigenesis MTC.In a second step, we determined - by a microarray approach – the microRNA expression profile of MTC. Some of these post-transcriptional regulators seem related to tumor invasiveness, such as miR-21, miR-199 and miR-129. We demonstrated the potential of microRNAs miR-21 and miR-199 as circulating diagnosis biomarkers of MTC. The functional impact of the precursor forms mir-21 and mir-129 was then evaluated by transfection in TT and MZ- CRC1 cellular models.Observations obtained pave the way for a lot of new potential studies. They allow the definition of tissue biomarkers distinguishing metastatic forms or refractory patients. Finally, they highlight new pathways for the discovery of additional therapeutic targets in this disease
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Crespo, Alexia. "Compréhension de la tribologie des films limites : de l'organisation moléculaire à la réponse en friction." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEC021/document.
Full textAbstract:
Le contrôle de la friction en régime limite s’effectue par le biais de lubrifiants qui, par l’adsorption de molécules sur les surfaces, réduisent les contacts directs entre aspérités. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de comprendre et de coupler les mécanismes, à la fois, d’adsorption et d’auto-organisation de différents acides gras sur des surfaces, et les mécanismes de friction interfaciale sous des conditions stationnaires et transitoires. L’effet de l’architecture moléculaire, modifiée par la présence et la conformation d’une insaturation dans la chaîne aliphatique des acides gras, a également été analysé. La caractérisation in-situ, à l’échelle moléculaire, a été réalisée avec le tribomètre moléculaire ATLAS développé au LTDS. Cet appareil permet des déplacements quasi-statiques et dynamiques, d’une sphère mise en regard d’un plan, suivant trois axes. Trois solutions d’acides gras, en faible concentration dans du dodécane, ont été analysées. Les déplacements et les forces, normaux et tangentiels, sont mesurés à l’aide de capteurs capacitifs d’une résolution respective de 0.015 nm et 10 nN. Des sollicitations dynamiques superposées permettent de caractériser simultanément la rhéologie de l’interface confinée en termes d’amortissement et de raideur, dans les deux directions. Les résultats montrent que les acides gras s’adsorbent par interaction physique sur les surfaces pour former des films visco-élastiques d’une épaisseur d’environ 15 Å sur chaque surface. Le taux de couverture et la cinétique d’adsorption de ces couches dépendent de l’architecture moléculaire des acides gras. Cette dernière gouverne également la friction interfaciale, qui a été qualifiée de supraglissement, et la rhéologie des monocouches auto-assemblées. Les différentes organisations de films conduisent ainsi à différentes évolutions de la friction en fonction de la vitesse de glissement et de la pression de contact. La réponse en friction transitoire et l’accommodation lors du glissement vers un nouvel état stationnaire ont de plus été décrites par des distances caractéristiques, de plusieurs nanomètres, reflétant le renouvellement statistique des spots de contact, et par des temps de relaxation, de l’ordre de la seconde, décrivant le réarrangement moléculaire au sein de l’interface. Enfin, une modélisation théorique de la friction limite a été proposée afin de comprendre l’origine moléculaire de la friction entre monocouches d’acides gras mettant ainsi en évidence le couplage fort de deux échelles spatiales et temporellesFriction in boundary lubrication can be controlled by the adsorption of molecules on surfaces that reduce direct contacts between asperities. In this context, the aim of this thesis is to understand and to couple the mechanisms of adsorption and self-organization of different fatty acids on surfaces, with the mechanisms of interfacial friction under steady-state regime and transient conditions. The effect of the molecular architecture, modified by the presence and conformation of one unsaturation in the aliphatic chain of fatty acids, was also analyzed. In-situ characterization, at the molecular level, was performed with the molecular tribometer ATLAS, developed at LTDS. This apparatus allows quasi-static and dynamic displacements, of a sphere in front of a plane in three directions. Three fatty acids solutions, in low concentration in dodecane, were analyzed. The displacements and the forces, normal and tangential, are measured using capacitive sensors with a resolution of 0.015 nm and 10 nN respectively. Dynamic superimposed measurements allow a simultaneous rheological characterization of the confined interface in terms of damping and stiffness in two directions. The results show that the fatty acids adsorb on the surfaces by weak interactions and form viscoelastic films with a thickness of about 15 Å on each surface. The coverage rate and adsorption kinetics of these layers depend on the molecular architecture of the fatty acids. This architecture also governs interfacial friction, which has been described as superlubricity, and the rheology of self-assembled monolayers. Various film organizations have thus led to different evolutions of the friction as a function of the sliding speed and the contact pressure. The transient friction response and its accommodation during slip to a new stationary state have also been described by characteristic distances of several nanometers, reflecting the statistic average renewal of the contact spots, and by relaxation times of the order of the second, describing the molecular rearrangement within the interface. Finally, theoretical modeling of boundary friction has been proposed to understand the molecular origin of the friction between monolayers of fatty acids and highlight the strong coupling between both spatial and temporal scales
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Lambert, Jean-Marc. "Synthèses et caractérisations de nouvelles formes moléculaires du carbone : fulllerènes, dérivés et nanotubes." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20079.
Full textAbstract:
Ce travail a consiste en des syntheses, par la methode de l'arc electrique, de nouvelles formes moleculaires du carbone: les fullerenes, certains derives des fullerenes et les nanotubes. Ces systemes ont ete caracterises par differentes techniques: microscopie electronique a transmission, spectrometrie de masse, rmn, rpe, spectroscopie raman et spectroscopie d'electrons par pertes d'energie. Dans ce travail, nous avons essaye d'optimiser certains parametres intervenant dans la synthese afin d'obtenir le meilleur rendement en produit desire
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Quéméneur, Eric. "Approche immunochimique et structurale des deux formes moléculaires de la créatine kinase mitochondriale." Lyon 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LYO10157.
Full textAbstract:
La creatine kinase mitochondriale (ckm) represente un element central du metabolisme energetique cellulaire articule autour du phosphocreatine shuttle. Elle presente la caracteristique unique, par rapport a ses homologues cytosoliques dimeriques (mm mb et bb) d'exister sous deux formes moleculaires interconvertibles sous l'effet du ph et des substrats de l'enzyme. Nous avons prepare des anticorps monoclonaux et polyclonaux contre la ckm de cur de porc et de lapin. L'etude immunochimique a l'aide de ces anticorps permet de montrer qu'a la surface du dimere ckm#1 comme de l'octamere ckm#2, existent des epitopes conformationels specifiques bien que la majorite des anticorps soit dirige contre des epitopes continus presents sur tous les types de monomeres ou exclusivement sur le type mitochondrial. L'immuno-inhibition de la ckm in situ ainsi que l'inactivation par irradiation fournissent des preuves directes que l'enzyme associe aux mitochondries est l'octamere. Les deux formes ne presentent pas de differences fondamentales en ce qui concerne le site catalytique comme en temoigne l'inhibition par un analogue de l'atp, le fsba. Ce dernier permet de deceler l'asymetrie fonctionnelle des sous unites au sein de ckm#1 comme de ckm#2. Des cliches de microscopie electronique ont ete obtenus sur l'octamere. La determination des points isoelectriques et l'etude de la solubilisation de la ckm mettent en evidence la preponderence de la composante ionique dans la liaison a la membrane. L'application des methodes predictives (logiciel antheprot) fournit de nombreuses indications et perspectives sur la structure et le mecanisme catalytique de l'enzyme
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Smialowski-Fleter, Sylvie. "La carboxylestérase (pl 5,1) intestinale du porc : ponts disulfure, formes moléculaires et acylation." Aix-Marseille 3, 2001. http://www.theses.fr/2001AIX30064.
Full textAbstract:
L'étude des fonctions thiols de la carboxylestérase intestinale de porc (CEIP) a conduit, d'une part, à l'identification de deux ponts disulfure intrachaînés, nommés Cys70-Cys99 et Cys256-Cys267 et, d'autre part, à la mise en évidence d'une fonction thiol (Cys71) bloquée. Nous observons que les deux ponts disulfure sont présents dans les cholinestérases bien que la CEIP ne présente que 35 % d'identité de séquence avec celles des cholinestérases. Le premier pont disulfure ou boucle O (omega). Par analogie aux cholinestérases, semble être important pour la conformation active de l'enzyme en raison de son inactivation dans des conditions réductrices. Enfin, la CEIP est capable d'hydrolyser les substrats cholinergiques alors que les résidus essentiels impliqués dans l'attachement de ces substrats, présents entre autre dans la boucle O (omega) des cholinestérases, ne sont pas conservés dans la CEIP. .The study of thiol groups of porcine intestinal carboxylesterase (PICE) led us on the one hand, to the identification of two intra-chain disulfide bridges, namely Cys70-Cys99 and Cys256-Cys267 and, on the other hand, to the identification of a blocked sulfhydryl group (Cys71). We observe that the two disulfide bridges are present in the cholinesterase family,although PICE showed only about 35 % identity with these proteins. The first disulfide bridge or loop O (omega), by analogy with the cholinesterases, seems to be important for the enzyme conformation because of its inactivation under reducing conditions. Lastly, PICE was also found to hydrolyze cholinergic substrates, although essential residues responsible for substrate binding in cholinesterases were lacking in loop O (omega) of PICE. Other amino acid residues in PICE may therefore be responsible for the binding of cholinergic substrates to the enzyme. Using the anti-peptide K281-E296 of PICE polyclonal antibodies, we showed that the enzyme was only found to be expressed in the porcine small intestine, liver, submaxillary and parotid glands, kidney cortex, lungs, and cerebral cortex, which have in particular a secretory function. In the intestinal mucosa, the pi 5. 1 enzyme was distributed in several subcellular fractions (microsomal, mitochondrial, soluble), as well as in the microvillar fraction. .
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Grosjean, Sylvain. "Conception de plates-formes moléculaires hétérocycliques : application à la synthèse d'analogues de nucléosides." Nantes, 2010. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=08af25e8-eef1-48d7-aa05-fc71cf118eb8.
Full textAbstract:
L’objet de ce travail est une étude méthodologique en chimie hétérocyclique, qui décrit le développement d’une stratégie de synthèse multi-étapes visant l’obtention de composés bicycliques azotés. Le chapitre 1 traite de la synthèse d’enchaînements hétérodiéniques azotés et soufrés – thia(za)diène et (di)azadiène – et de leur utilisation dans des réactions de cyclocondensation [4+2] pour la synthèse de plusieurs familles de pyrimidines S-méthylées carbonylées ou thiocarbonylées. Le chapitre 2 décrit les modifications structurales apportées aux pyrimidines en vue de la synthèse d’un second cycle. L’étape-clé de la synthèse est la substitution nucléophile du groupement méthylsulfanyle présent sur les pyrimidines ; elle conduit à la formation de pyrimido[1,2-a]pyrimidines 1,3,7-trisubstituées. Le chapitre 3 est une application directe de l’étude méthodologique décrite aux chapitres précédents, qui présente la synthèse d’analogues de nucléosides à base purique à partir de glycosylisothiocyanatesThe purpose of this work is a methodological study in heterocyclic chemistry, aiming at the synthesis of nitrogen bicyclic compounds. Chapter 1 deals with the synthesis of sulfur and nitrogen heterodienic chains and their use in [4+2] heterocyclization reactions for the synthesis of carbonylated and thiocarbonylated methylsulfanylpyrimidines. Chapter 2 describes the structural modifications which were brought to pyrimidine rings in order to perform the second ring construction. The key-step of the strategy is the nucleophilic displacement of the methylsulfanyl group on the pyrimidine ring. The synthesis leads to the formation of 1,3,7-trisubstituted pyrimido[1,2-a]pyrimidines. Chapter 3 is an application of the described methodological approach. It outlines the synthesis of puric base nucleoside analogues from glycosylisothiocyanates
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Boissel, Sarah. "Approche génétique des bases moléculaires et physiopathologiques de formes autosomiques recessives de retard mental." Paris 5, 2010. http://www.theses.fr/2010PA05T031.
Full textAbstract:
Le retard mental (RM) est défini par « un fonctionnement intellectuel significativement inférieur à la moyenne, associé à des limitations des fonctions adaptatives, qui se manifeste avant l’âge de 18 ans » (DSM-IV). Il touche 2-3% de la population et est le handicap majeur le plus fréquent de l’enfant. Si 15 % des RM peuvent être attribués à des facteurs environnementaux et 30-35 % à des causes génétiques connues, l’étiologie de la maladie reste pourtant inconnue dans plus de 50% des cas, laissant les patients et leur famille sans explication ni perspective de traitement. La compréhension des bases physiopathologiques des RM constitue donc l’un des grands défis scientifiques et médicaux des prochaines années. Les travaux de l’équipe de Laurence Colleaux visent, entre autres, à contribuer au démembrement génétique des formes autosomiques récessives de RM et à apporter des éléments de réponse quant aux mécanismes physiopathologiques sous-jacents. Dans cette optique, nous avons pu constituer une large cohorte de 41 familles consanguines multiplex avec des enfants atteints de RM sans étiologie connue. Les familles les plus informatives sont étudiées par la méthode de cartographie par autozygotie, qui s’appuie sur l’étude de familles consanguines multiplex pour localiser des gènes de maladies autosomiques récessives rares. Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit s’inscrit dans ce projet de recherche et a porté sur l’analyse de trois familles consanguines multiplex dans lesquelles ségrége une forme syndromique ou isolée de RM. Ce mémoire développe l’identification et l’analyse fonctionnelle de trois nouveaux gènes responsables de formes autosomiques récessives de RM et ouvre des perspectives intéressantes quant aux mécanismes physiopathologiques responsables des phénotypes observés dans ces trois familles. Le premier chapitre détaille l’analyse de la famille Ha, dans laquelle les enfants sont atteints d’un RM non syndromique, et identifie COMMD4 comme un très bon gène candidat de RM. Le deuxième chapitre présente l’étude de la famille Be, qui a donné lieu à la caractérisation du gène MED23 dans un RM isolé, apportant ainsi le premier exemple d’une mutation dans une des sous-unités du complexe Mediator associée à une déficience intellectuelle isolée. Le troisième chapitre développe l’analyse d’une grande famille où ségrège un retard psychomoteur associé à des anomalies congénitales multiples. Il apporte la démonstration qu’une mutation inactivatrice du gène FTO est responsable d’un nouveau syndrome létal et illustre le premier exemple d’une maladie liée à un défaut de la réparation par déméthylation oxydative des lésions méthylées de l’ADNMental retardation (MR) is characterized by deficits in higher brain functions that result in significant limitations in adaptive and cognitive skills. It is the most frequent handicap in children and young adults, affecting 2-3% of the general population. However, the cause of MR remains unexplained in most cases, leaving families without accurate diagnosis and genetic counseling. Understanding the biological bases of these disorders is therefore an important medical and scientific challenge for the next years. This manuscript describes the analysis of three consanguineous multiplex families in which isolated or syndromic MR segregates. This thesis develops the identification using autozygosity mapping and functional analyses of three novel genes responsible for autosomal recessive MR. First, we study the family Ha, in which affected children present with non syndromic MR, and identify COMMD4 as a good candidate gene for MR. Second, we report on a MED23 mutation resulting in isolated MR, providing the first example of a mutation in the Mediator complex associated with pure mental deficiency. Third, we study a large family in which patients show psychomotor retardation with multiple congenital anomalies. We show that an inactivating FTO mutation is responsible for a novel lethal syndrome, illustrating the first example of a human disorder related to the defect of an AlkB-related protein
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Tesson, Stéphane. "Un champ de force polarisable pour l'étude des argiles à l'échelle moléculaire." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066536/document.
Full textAbstract:
Les argiles sont utilisées dans de nombreuses applications industrielles pour lesquelles l’étude des interactions entre l’eau et les matériaux argileux sont primordiales. Les mécanismes de rétention et de transport de l'eau et des ions à la surface des argiles peuvent être modélisés à l'échelle atomique grâce à des méthodes classiques comme la Dynamique Moléculaire. Ces méthodes nécessitent de paramétrer au préalable les interactions entre les atomes du système. L'objectif principal de cette étude est d'améliorer la description de ces systèmes via la paramétrisation d'un nouveau champ de force polarisable entièrement basée sur des calculs issus de la méthode de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité. Les propriétés structurales, thermodynamiques et dynamiques de la pyrophyllite, du talc, et de la Na-, Ca-, Sr- et Cs-montmorillonite (sèches et hydratées) ont été bien reproduites. Notamment, la structure des couches tétraédriques et celle des espaces interfoliaires sont en très bon accord avec les données expérimentalesThe wide use of clay minerals in industrial applications is partly due to their remarkable properties of water retention at the mineral surface. Retention and transport mechanisms of water molecules and ions at the surface of clays can be modeled at the atomic scale via different classical methods such as molecular dynamics. These methods require to parametrize in advance the interaction between the atoms of the system. The goal of this study is to improve the description of these systems via the parametrization of a new polarizable force field entirely based on density functional theory calculations.The structure, the thermodynamics and the dynamics properties of pyrophyllite, talc and Na-, Ca-, Sr- and Cs-montmorillonite are well reproduced. The atomic structure of sheets and interfoliar space are in good agreement with experimental results
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Lagardère, Louis. "Calcul haute-performance et dynamique moléculaire polarisable." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066042.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse se situe à l'interface entre la chimie théorique, le calcul scientifique et les mathématiques appliquées. On s'intéresse aux différents algorithmes utilisés pour résoudre les équations spécifiques qui apparaissent dans le cadre de la dynamique moléculaire utilisant des champs de forces polarisables dans un cadre massivement parallèle. Cette famille de modèles nécessite en effet de résoudre des équations plus complexes que les modèles classiques usuels et rend nécessaire l'utilisation de supercalculateurs pour obtenir des résultats significatifs. On s'intéressera plus précisément à différents cas de conditions aux limites pour rendre compte des effets de solvatation comme les conditions aux limites périodiques traitées avec la méthode du Particle Mesh Ewald et un modèle de solvatation continu discrétisé par décomposition de domaine : le ddCOSMO. Le plan de cette thèse est le suivant : sont d'abord passées en revue les différentes stratégies parallèles en dynamique moléculaire en général, sont ensuite présentées les façons de les adapter au cas des champs de forces polarisables. Après quoi sont présentées différentes stratégies pour s'affranchir de certaines limites liées à l'usage de méthodes itératives en dynamique moléculaire polarisable en utilisant des approximations analytiques pour l'énergie de polarisation. Ensuite, l'adaptation de ces méthodes à différents cas pratiques de conditions aux limites est présentée : d'abord en ce qui concerne les conditions aux limites périodiques traitées avec la méthode du Particle Mesh Ewald et ensuite en ce qui concerne un modèle de solvatation continue discrétisé selon une stratégie de décomposition de domaineThis works is at the interface between theoretical chemistry, scientific computing and applied mathematics. We study different algorithms used to solve the specific equations that arise in polarizable molecular dynamics in a massively parallel context. This family of models requires indeed to solve more complex equations than in the classical case making the use of supercomputers mandatory in order to get significant results. We will more specifically study different types of boundary conditions that represent different ways to model solvation effects : first the Particle Mesh Ewald method to treat periodic boundary conditions and then a continuum solvation model discretized within a domain decomposition strategy : the ddCOSMO. The outline of this thesis is as follows : first, the different parallel strategies in the general context of molecular dynamics are reviewed. Then several methods to adapt these strategies to the specific case of polarizable force fields are presented. After that, strategies that allow to circumvent certain limits due to the use of iterative methods in the context of polarizable molecular dynamics are presented and studied. Then, the adapation of these methods to different cases of boundary conditions is presented : first in the case of the Particle Mesh Ewald method to treat periodic boundary conditions and then in the case of a particular continuum solvation model discretized with a domain decomposition strategy : the ddCOSMO. Finally, various numerical results and applications are presented
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Cottin-Bizonne, Cécile. "Hydrodynamique à l'interface solide-liquide : étude par mesuresde forces de surfaces et simulations de dynamique moléculaire." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00135329.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif d'étudier, de manière expérimentale et numérique, la conditionlimite hydrodynamique pour les écoulements de liquides simples en présence d'une paroi
solide.
Dans une première partie nous avons étudié ce problème pour différents systèmes, à
l'aide d'une machine à forces de surfaces dynamique. Nous avons mis en évidence que l'état
des surfaces et la nature de l'interaction solide-liquide sont des paramètres déterminants
pour la condition limite hydrodynamique. Nous n'obtenons du glissement que dans le cas de
liquides non mouillants. Pour un fluide confiné entre des surfaces hydrophobes lisses, nous
montrons que l'écoulement est très bien décrit par une condition limite de glissement dont
la longueur caractéristique est indépendante du confinement et du taux de cisaillement.
Dans une deuxième partie nous nous sommes intéressés à étudier, par des simulations de
dynamique moléculaire, l'effet conjugué de la rugosité et de la mouillabilité sur la condition
limite. Nous avons montré que selon la pression et la forme de la rugosité, la présence
de cette dernière peut augmenter fortement le glissement ou au contraire le diminuer.
Enfin nous avons étudié l'influence
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Wang, Fan. "Développements informatiques et études structurales de complexes bioinorganiques par dynamique moléculaire." Amiens, 2014. http://www.theses.fr/2014AMIE0103.
Full textAbstract:
De nombreux champs de forces empiriques spécifiques des biomolécules sont de nos jours disponibles. Les applications de l'utilisation de tels champs de forces impliquent des études structurales et dynamiques de systèmes macromoléculaires et permettent d'expliquer de nombreux phénomènes biologiques. Cependant, la validité des résultats obtenus lors de ces études est directement dépendante de la disponibilité du champ de forces utilisé et de sa spécificité vis-à-vis de la structure étudiée. Dans ce contexte un nouvel outil informatique, nommé PyRED, dédié à la génération de champs de forces additifs de type Amber et Glycam a été développé. PyRED est capable de générer des librairies et paramètres de champ de forces pour de nouvelles molécules et potentiellement tout type de fragments moléculaires. Tous les éléments du tableau périodique sont gérés. Une attention toute particulière a été portée sur la génération de champ de forces pour biomolécules et complexes bioinorganiques. Des algorithmes robustes ont été développés permettant entre autres la définition rigoureuse de l'équivalence chimique, de types et noms d'atomes, d'atomes fantômes et d'atomes de carbone unifiés. Le serveur Internet R. E. D. Server Development a aussi été créé. Ce serveur interface le programme PyRED, et fournit à la communauté scientifique le matériel et les logiciels nécessaires pour la production de nouveaux champs de forces. Dans une approche applicative, des champs de forces pour un biopolymère acide nucléique peptidique, une structure supramoléculaire avec des complexes de platine(II) et des fullerènes C60 fonctionnalités et un complexe bioinorganique avec un dimère d'hème ont été créés puis validés. Les structures des molécules correspondantes ont été étudiées par dynamique moléculaire en phase condenséeNowadays numerous empirical force fields, which are specific to biomolecules are available. Applications of the use of these forces fields involve structural and dynamical studies of macro molecular Systems, and allows the description of many biological phenomena. However the validity of the results obtained in these studies is directly dependent on the availability of the force field, and on its specificity towards the studied molecule. In this context a new program, named PyRED, which is dedicated to the generation of additive Amber and Glycam force fields has been developed. PyRED is able to generate force field libraries and parameters for new molecules, and potentially for any type of molecular fragments. All the elements of the periodic table are handled. A particular attention has been given to the generation of force fields for biomolecules and bioinorganic complexes. Robust algorithms have been developed allowing among others the rigorous definition of chemical equivalencing, of atom types and atom names, extra-points and unified carbons. The Internet server R. E. D. Server Development has also been created. This server interfaces the PyRED program, and provides to the scientific community the hardware and software required for the production of new force fields. In an applicative approach force fields for a peptide nucleic acid biopolymer, a supramolecular structure with platinum(II) complexes and functionnalized C60 fullerenes and a bioinorganic complexes composed of a heme dimer have been created and validated. The structures of the corresponding molecules have been studied by molecular dynamics in condensed phase
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Krzeminski, Christophe. "Structure électronique et transport dans une jonction moléculaire." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00600434.
Full textAbstract:
D'importants progrès ont été réalisés au cours des dernières années pour caractériser le transport électronique dans une jonction constituée de une ou plusieurs molécules. De nombreux candidats de fils et de diodes moléculaires ont été proposés. L'objectif qui a guidé nos travaux est d'améliorer la compréhension des mécanismes de transport dans une jonction moléculaire et de guider la sélection des molécules capables de réaliser des composants électroniques. Nous proposons une méthode simple et rapide de calcul du courant dans une jonction moléculaire à l'aide de la théorie de Landauer exprimée dans un formalisme de fonctions de Green. Afin de calculer la structure électronique de la molécule, nous avons développé une méthode de calcul autocohérente basée sur les liaisons fortes. Nous montrons l'importance de prendre en compte l'influence du champ électrostatique sur la structure électronique de la molécule. Nous appliquons l'ensemble des méthodes que nous avons développées afin d'étudier le transport électronique sur deux types de molécules différentes. Le premier exemple est une famille de fils moléculaires, les thiénylènesvinylènes. Un bon accord a été obtenu entre les calculs de structures électroniques et les différentes caractérisations expérimentales. Nous calculons aussi les caractéristiques électriques de ces fils moléculaires entre deux électrodes d'aluminium et nous mettons en évidence la possibilité d'avoir un effet tunnel résonant. Le second exemple est la molécule C16H33-Q-3CNQ qui est un candidat de diode moléculaire selon le principe d'Aviram et Ratner. En calculant la structure électronique, nous avons montré que le principe d'Aviram et Ratner ne pouvait pas s'appliquer à cette molécule à cause de la délocalisation des états autour de la bande interdite. Nous montrons l'influence de la chaîne aliphatique de la molécule sur les phénomènes de rectification observés et nous discutons l'influence des différents problèmes technologiques (oxyde, diffusion du métal) sur les caractéristiques observées. Enfin, nous analysons l'influence des vibrations et du transport inélastique sur les deux types de jonction moléculaire que nous avons étudiées.
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Bourcier, Romain. "Génétique et physiopathologie des formes familiales d'anévrismes intracrâniens." Thesis, Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017NANT1013.
Full textAbstract:
Les Anévrismes intracrâniens (AIC) se définissent par une hernie acquise de la parai artérielle survenant préférentiellement à une bifurcation artérielle avec une prédilection topographique caractéristique au niveau des vaisseaux de la base du crâne. Peu d'études ont abordé la place du facteur génétique dans les formes familiales d’AIC. Nous avons initié une étude originale associée à une biocollection afin d'identifier une ou plusieurs anomalies génétiques prédisposant aux anévrismes intracrâniens, reposant sur une approche de séquençage dexome haut débit. L’étape de recherche clinique constitue un prérequis indispensable à l'identification de mutations génétiques; elle consiste à identifier des formes familiales d’AIC et assurer un phénotypage extrêmement rigoureux et précis des individus, sur plusieurs générations. Le projet GAIA a initialement permis de recruter 4 grandes familles originaires de la région nantaise et de Vendée potentiellement génétiquement informatives suggérant une transmission autosomique dominante. Dans lune de ces familles, le séquençage à haut débit d’exome, a permis de mettre en évidence une mutation partagée par les membres atteints d’AIC de cette famille. Cette mutation est située dans un gène codant pour une protéine circulante en lien avec l’angiogénèse (ANGPTL6). Le dosage de cette protéine circulante pourrait apparaître comme un biomarqueur des anévrismes. L’étude initiale a évolué en biocollection ; le projet ICAN, afin d’identifier des voies de signalisation biologiques d’intérêts, permettant ainsi de mieux comprendre la physiopathologie et de proposer une prise en charge personnalisée des AIC (familiaux mais aussi sporadiques)Intracranial Aneurysms (lA) are defined by an acquired hernia of the arterial wall arising on arterial bifurcations. There is a characteristic topographical predilection for the vessels of the skull base. Few studies have addressed the role of genetic factors in the familial forms of lA. We have conducted an original study thanks to biocollection built to identify one or more genetic variations causally related to lA formation. Our study used a high-throughput exome sequencing approach. The clinical phenotyping and the recruitment of relevant patients is a key prerequisite in order to identify genetic variations. This step consists in the identification of familial forms of lA rigorously phenotyped over several generations. The GAIA project has initially permitted the recruitment of 4 large families originating from the region of Nantes and Vendée. These families were genetically informative and an autosomal dominant transmission was suggested. High-throughput exome sequencing revealed a mutation shared by all members with lA in one of these families. This mutation is located in a gene encoding for a circulating protein related to angiogenesis (ANGPTL6). The serum level of ANGPTL6 could appear as a biomarker of lA. The initial study is now deployed toward a nationwide biocoliection; The ICAN project, in order to identify biological signaling pathways of interest, thus making it possible to better understand pathophysiology of lA. We finally aim to propose a personalized management of lA
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Mamane, Alexandre. "Transport intracellulaire par des moteurs moléculaires : étude théorique." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066728/document.
Full textAbstract:
Nous étudions deux phénomènes de transport actif dans la cellule. Cette activité est induite par des moteurs moléculaires. Leur fonctionnement général est compris, mais leurs interactions et fonctions spécifiques font émerger de nouveaux comportements.En première partie nous étudions l'extraction de tubes membranaires par la myosine 1b sur un faisceau d'actine. Ce moteur est non processif, renforcé par la force. Il est impliqué dans une voie de transport membranaire au niveau de l'appareil de Golgi. Nous modélisons ce phénomène. Nous montrons que le renforcement par la force induit l'apparition d'un régime d'extraction par fluctuation géante, et abaisse le nombre de moteurs requis pour l'extraction. Les tubes extraits par des moteurs non processifs ne présentent pas de régime oscillatoire. La croissance du tube peut s'accompagner d'une déplétion avec des moteurs non processifs. Nos prédictions sont en bon accord avec les observations expérimentales.En deuxième partie, nous étudions l'écoulement cytoplasmique dans l'embryon de C.elegans. Sa fonction supposée est le mélange du cytoplasme. Son orientation se renverse aléatoirement. Son mouvement est supporté par des microtubules et des kinésines entrainant le reticulum endoplasmique au niveau cortical. Nous modélisons ce phénomène et montrons que la transition vers l'écoulement est une brisure spontanée de symétrie. Nos prédictions sont en bon accord avec les observations expérimentales. Le point de fonctionnement du système optimise les fluctuations, ce pourrait être le mécanisme du mélange. Nos prédictions sont en bon accord avec les observations expérimentalesWe study two intracellular transport phenomena. They are powered by molecular motors. Motors general mechanisms are understood, but their interactions leads to emerging properties, and some of them have specialised functions.In the first part, we study the extraction of membrane tubes by myosin 1b supported by actin bundles. Myosin 1b is a non processive motor with catch bond property. It is implied in membrane trafficking at the Golgi apparatus level. We model this phenomenon in the frame of a collaboration with experimentalists. We show that catch bond effect induces a regime where tube extraction requires a giant length fluctuation, and the minimal number of motors allowing extraction is decreased. Tubes extracted by non processive motors do not show oscillatory regime. During tube growth motors can deplete with non processive motors. Our predictions are in good agreement with experimental observations.In the second part we study in collaboration with experimentalists the cytoplasmic streaming in C.elegans. Its function is supposed to be the mixing the cytoplasm. Its orientation reverses stochastically. Its movement is supported by microtubules and kinesins, that drive the endoplasmic reticulum at the cortical level. We model this phenomenon and show that the transition toward streaming is a spontaneous spatial symetry breaking. Our predictions are in good agreement with the experimental observations. The parameters values of the system optimize flow fluctuations, this could be the mechanism driving the mixing. Our predictions are in good agreement with experimental observations
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Coutton, Charles. "Caractérisation génétique de moléculaire et l'infertilité masculine : applications à plusieurs formes sévères de tératozoospermie." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAS023.
Full textAbstract:
L'infertilité masculine concerne plus de 20 millions d'homme à travers le monde et représente un véritable enjeu de santé public. Bien que multifactorielle, l'infertilité masculine a une composante génétique importante qui jusqu'à présent n'a été que peu étudiée. L'objectif de mon travail a été d'initier et de poursuivre les investigations génétiques sur trois phénotypes de tératozoospermie: les spermatozoïdes macrocéphales, la globozoospermie et les anomalies morphologiques multiples des flagelles (AMMF).Pour le premier phénotype, nous avons étudié 87 patients, dont 83 cas-index, présentant un phénotype de macrozoospermie. Nous avons trouvé la mutation c.144delC dans le gène AURKC chez 82% des patients (68/83) confirmant qu'il s'agit de l'évènement génétique prépondérant pour ce phénotype. Une nouvelle mutation récurrente, p.Y248*, entrainant la dégradation totale du transcrit anormal par nonsense-mediated mRNA decay, a été retrouvée chez 10 patients non‐apparentés. L'identification de deux mutations ancestrales dans AURKC maintenues au cours de l'évolution malgré leur effet délétère sur la reproduction chez l'homme homozygote, ouvre la question d'un potentiel avantage sélectif procuré par l'haplo-insuffisance d'AURKC.Pour le second phénotype, nous avons analysé une cohorte de 34 patients globozoospermiques par séquençage et MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification). Au total, la délétion homozygote de DPY19L2 a été retrouvée chez 22 patients sur 30 cas non apparentés (73.3%) et 3 nouvelles mutations ponctuelles ont été identifiées. Ces résultats indiquent que l'analyse moléculaire de DPY19L2 des patients globozoospermiques ne devrait pas être limitée à la recherche de la délétion homozygote de DPY19L2. Dans un second temps, nous avons démontré que la délétion récurrente de DPY19L2 était médiée par le mécanisme de recombinaison homologue non allélique (NAHR) entre deux séquences répétées homologues (LCR) de 28kb situées de chaque côté du gène. La très grande majorité des points de cassure surviennent dans une région de 1,2 kb située dans la partie centrale des LCRs. Cette région minimale de recombinaison est elle‐même centrée sur une séquence consensus de 13 nucléotides reconnue par PRDM9, une protéine à doigts de zinc qui favorise la survenue des cassures doubles brins initiant les processus de recombinaisons. Les modèles théoriques prédisent que, lors de la méiose, le mécanisme NAHR génère de novo plus d'allèles recombinés délétés que dupliqués. Étonnamment, dans la population générale les allèles DPY19L2 dupliqués sont trois fois plus fréquents que les allèles délétés. Nous avons développé une PCR digitale sur le sperme afin de mesurer le taux de délétions et de duplications de novo à ce locus chez des témoins. Tel qu'il était prédit par le modèle de NAHR, nous avons identifié un taux de délétions supérieur à celui des duplications. Ce paradoxe peut s'expliquer par la sélection qui s'opère à l'encontre des hommes infertiles porteurs de la délétion homozygote et potentiellement des hommes porteurs d'une délétion hétérozygote.Enfin pour le troisième phénotype, nous avons réalisé l'analyse par cartographie par homozygotie de 20 patients infertiles, dont 18 cas-index, présentant des anomalies morphologiques du flagelle. Cinq mutations homozygotes ont été identifiées dans le gène DNAH1 parmi les 18 patients non-apparentés (28%). Ce gène code pour une chaine lourde des bras internes de dynéine exprimée dans le testicule. Des analyses d'immunofluorescence et de RT-PCR ont confirmé le caractère pathogène d'une de ces mutations situées sur un site donneur d'épissage. Les analyses par microscopie électronique ont révélé une désorganisation générale de l'axonème incluant une disparition des doublets centraux et des bras internes de dynéine suggérant que DNAH1 est une protéine clé dans la biogenèse du flagelle du spermatozoïdeMale infertility affects more than 20 million men worldwide and represents a major health concern. Although multifactorial, male infertility has a strong genetic basis which has so far not been extensively studied. The objectives of my thesis were to initiate and conduct some genetic investigations on three specific phenotypes of teratozoospermia: macrozoospermia, globozoospermia and multiple morphological abnormalities of the flagella (MMAF).For the first phenotype, we studied 87 patients with macrozoospermia, including 83 index cases, and identified c.144delC, a pathogenic mutation in the AURKC gene in 82% of patients (68/83) confirming that this variant is the main cause of macrozoospermia. A new recurrent mutation, p.Y248*, leading to degradation of the mutant transcripts by non-sense mediated mRNA decay was identified in 10 unrelated patients. Patients with no identified AURKC mutation have a decreased rate of spermatozoa with a large head and multiple flagella. Identification of two ancestral mutations in AURKC maintained during evolution despite their negative effect on reproduction in homozygous men, raises the question of a potential selective advantage provided by the AURKC haploinsufficiency.For the second phenotype, we first analyzed 34 patients presenting with globozoospermia using MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification) and Sanger sequencing. In total, 22 of the 30 unrelated patients where homozygous for the DPY19L2 deletion (73.3%) and 3 novel point mutations were identified. These results suggest that the molecular investigation of the DPY19L2 gene in globozoospermic patients should not be limited to the detection of the DPY19L2 genomic deletion and open interesting perspectives for the identification of DPY19L2 partners during acrosome biogenesis. Subsequently, we demonstrated that the genomic deletion was mediated by Non-Allelic Homologous Recombination (NAHR) between two homologous 28-Kb Low Copy Repeats (LCRs) located on each side of the gene. The vast majority of genomic breakpoints fell within a 1.2-Kb region central to the 28-Kb LCR. A 13-mer consensus sequence is located in the centre of that 1.2-Kb region recognized by PRDM9, a multi-unit zinc finger binding protein that promotes the formation of double-strand breaks (DSBs) initiating the homologous recombination process. The accepted theoretical NAHR model predicts that during meiosis, NAHR produces more deleted than duplicated alleles. Surprisingly, array-CGH data show that, in the general population, DPY19L2 duplicated alleles are approximately three times as frequent as deleted alleles. In order to shed light on this paradox, we developed a sperm-based digital PCR to measure the de novo rates of deletions and duplications at this locus. As predicted by the NAHR model, we identified an excess of de novo deletions over duplications. These discording results may be explained by the purifying selection against sterile, homozygous deleted men. Heterozygous deleted men might also suffer a small fitness penalty.Lastly, for the third phenotype, homozygosity mapping was carried out on a cohort of 20 North African individuals, presenting with primary infertility resulting from impaired sperm motility caused by a mosaic of multiple morphological abnormalities of the flagella (MMAF). Five unrelated subjects out of 18 (28%) carried a homozygous variant in DNAH1, which encodes an inner dynein heavy chain and is expressed in testis. RT-PCR and immunostaining studies confirmed the pathogenic effect of one of these mutations located on a donor splice site. Electronic microscopy revealed a general axonemal disorganization including mislocalization of the microtubule doublets and loss of the inner dynein arms suggesting that DNAH1 plays a critical role in sperm flagellum biogenesis and assembly
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Capel, Émilie. "Formes monogéniques de lipomatose de Launois-Bensaude : étude clinique et moléculaire, et modélisation cellulaire." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS501.
Full textAbstract:
Ce travail initié en lien avec le centre de référence des Pathologies Rares de la Résistance à l’Insuline et de l’Insulino-Sensibilité, s’intéresse à l’étude de la physiopathologie de formes rares de syndromes lipodystrophiques. Parmi ceux-ci, la lipomatose de Launois-Bensaude (LLB) est caractérisée par la présence de masses lipomateuses associées à des troubles métaboliques. Nous avons investigué la plus grande cohorte de patients atteints de LLB due au variant p.Arg707Trp du gène MFN2, codant la mitofusine 2, une protéine de la fusion mitochondriale. Nous avons également étudié une patiente présentant des symptômes compatibles avec une LLB porteuse d’un nouveau variant p.Glu943Glyfs*22 de LIPE, codant la lipase hormono-sensible, enzyme-clé de la lipolyse adipocytaire. Les caractéristiques de ces patients porteurs de variants de MFN2 et LIPE sur le plan clinico-biologique et tissulaire, permettent de mieux définir les particularités de la LLB au sein des syndromes lipodystrophiques. Nous avons isolé les cellules souches adipocytaires (ASC) des lipomes et utilisé ce modèle pour évaluer le retentissement des variants sur la différenciation et les fonctions adipocytaires. Les études morphologiques (microscopie optique et électronique) et fonctionnelles (immuno-histochimie, expression génique et protéique, lipolyse et respiration mitochondriale) des lipomes et/ou des ASC, montrent des altérations adipocytaires multiples avec un phénotype thermogénique des adipocytes LLB-MFN2. La lipodystrophie associée à MFN2 pourrait provenir d’une altération de la balance de différenciation adipocytaire blanche/beigeThis work, initiated in cooperation with the rare diseases reference center ‘Pathologies de la Résistance à l’Insuline et de l’Insulino-Sensibilité’, focuses on the pathophysiology of rare lipodystrophic syndromes. Among them, Launois-Bensaude lipomatosis, also called multiple symmetric lipomatosis (MSL), is characterized by upper-body lipomatous masses and frequent metabolic alterations. We have investigated the largest reported series of patients with MSL due to the MFN2 p.Arg707Trp variant. MFN2 encodes mitofusin 2, a protein involved in mitochondrial fusion. Additionally, a patient with clinical symptoms consistent with MSL, harboring a new p. Glu943Glyfs*22 variant of LIPE, encoding hormone-sensitive lipase, a key enzyme in the lipolysis pathway, has also been studied. The clinical, biological and adipose tissue characteristics of patients carrying MFN2 and LIPE variants, allow for a better definition of MSL within the lipodystrophic syndromes. We have isolated adipose-derived stem cells (ASC) from lipomas and used this cellular model to assess the impact of variants on adipocyte differentiation and functions. Morphological (optic and electronic microscopy) and functional studies (immunohistochemistry, gene and protein expression, lipolysis, and mitochondrial respiration) on pseudo-lipomas and/or on ASC show numerous adipose dysfunctions and highlight the thermogenic phenotype of adipocytes from MFN2-MSL patients. This MFN2-related lipodystrophy could result from a misbalance of white and beige adipocyte differentiation
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Ragusa, Angela. "Variabilité génétique des thalassémies en Sicile : étude moléculaire approfondie des formes surexprimant l'hémoglobine foetale." Paris 5, 1989. http://www.theses.fr/1989PA05S005.
Full textAbstract:
Les Thalassémies constituent un ensemble exceptionnel de modèles permettant d'étudier la régulation de la synthèse de l'hémoglobine. Cette maladie autosomique récessive se caractérise en Sicile par une haute fréquence et une grande variabilité génétique. La détermination des haplotypes de restriction du complexe (3 a été utilisée comme première étape de criblage. Une approche plus sophistiquée par P. C. R. A confirmé les deux propriétés susdites. Une étude moléculaire approfondie a été faite sur deux formes de p thalassémie associées à une surexpression d'hémglobine foetale. La séquence des régions régulatrices des gènes Gy et Ay, promoteurs et enhancer, n'a jusqu'à présent révélé aucune anomalie expliquant ce phénotype particulier. Chez un sujet homozygote pour une (3° thalassémie et porteur du phénotype PHHF, trois variations de séquence ont été retrouvées dans la région enhancer en 3' du gène Ay L'exploration de ces trois mutations chez de nombreux sujets d'ethnies et de génotypes variés a démontré qu'elles ne sont pas responsables du phénotype PHHF, mais sont polymorphes dans les différentes populations, et se trouvent en liaison avec un polymorphisme Pvu II, situé à 1,5 kb plus en 3', déterminant ainsi deux configurations, et deux seulement, lesquelles divisent les haplotypes du complexe p en deux groupes fondamentaux. La configuration. . . T. . . C. . . A. . . Pvu II- semble plus régulièrement liée à une expression basse d'Hb F de type adulte (Ay), alors que la configuration. . . C. . . A. . . G. . . Pvu II+ se retrouve aussi bien avec une expression basse qu'avec une expression élevée d'Hb F de type foetal (Gy).
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Jonasson, Gabriella. "Étude théorique de l'extinction de fluorescence des protéines fluorescentes : champ de forces, mécanisme moléculaire et modèle cinétique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00734397.
Full textAbstract:
Les protéines fluorescentes, comme la GFP (green fluorescent protein), sont des protéines naturellement fluorescentes qui sont utilisées pour leur rôle de marqueur, permettant de localiser des protéines dans les cellules et d'en suivre les déplacements. De nombreuses études expérimentales et théoriques ont été menées ces dix dernières années sur les protéines fluorescentes. De là, se forge une compréhension essentiellement qualitative du rôle de la protéine vis-à-vis de l'obtention ou non d'une émission radiative : il apparaît que la protéine permet la fluorescence en bloquant les processus qui la désactivent ; ces processus de désactivation sont très rapides et efficaces (à l'échelle de la picoseconde) dans le cas du chromophore seul, et ils sont bien identifiés comme étant des torsions autour des liaisons intercycles (tau et phi). Dans la protéine, la sensibilité des temps de vie de fluorescence à des mutations proches ou non du chromophore, à des modifications de pH ou de température laisse supposer un contrôle de la dynamique du chromophore par différents paramètres, sans qu'ils soient pour autant identifiés et mis en relation.Une étude de la dynamique de la protéine permettrait de faire la lumière sur les mécanismes responsables de ces phénomènes photophysiques pour lesquels une analyse structurale ne suffit pas. Cependant l'étude de la dynamique est limitée par la taille du système (>30 000 atomes), par l'échelle de temps des phénomènes photophysiques considérés (dizaine de nanosecondes) et par le fait que les deux torsions tau et phi sont fortement couplées dans l'état excité du chromophore. Ces trois facteurs excluent les méthodes de dynamique existantes aujourd'hui ; dynamique quantique (AIMD), dynamique mixte classique-quantique (QM/MD) et dynamique moléculaire classique (MD).Nous avons surmonté le problème par la modélisation de la surface d'énergie potentielle de torsion du chromophore à l'état excité basée sur des calculs quantiques de haute précision, par une interpolation des valeurs obtenues par une expression analytique appropriée en fonction des angles de torsion tau et phi et avec une précision suffisante pour reproduire des barrières de l'ordre de la kcal/mol, et enfin, par l'implémentation de cette expression analytique dans le programme parallèle AMBER. Une deuxième difficulté théorique concerne la simulation et l'analyse statistique d'événements peu fréquents à l'échelle de la nanoseconde, et dont on ne connait pas le chemin de réaction, ici les déformations de la protéine et du chromophore conduisant aux géométries favorables à la conversion interne. Grâce à ces développements et aux simulations qu'ils ont permises, nous avons réalisé la première modélisation de la désactivation non-radiative par conversion interne à l'échelle de la nanoseconde dans trois protéines fluorescentes différentes. L'analyse des dynamiques moléculaires classiques nous donne une évaluation quantitative des temps de vie de l'extinction de fluorescence, en accord avec les données expérimentales. Par ailleurs elle nous a permis d'identifier les mouvements moléculaires concertés de la protéine et du chromophore conduisant à cette extinction. De ces résultats, émerge une représentation plus complète du mécanisme qui libère la torsion du chromophore ou qui la déclenche : il peut venir d'un mouvement spécifique de la protéine, qui se produit à l'échelle de la nanoseconde, ou bien de plusieurs mouvements spécifiques, plus fréquents (rupture de liaisons hydrogène, rotation de chaînes latérales, dynamique d'agrégats d'eau), mais qui coïncident seulement à l'échelle de la nanoseconde. Ces mouvements spécifiques n'ont pas un coût énergétique important mais la nécessité de leur coïncidence crée un délai de l'ordre de quelques nanosecondes alors que dans le vide la torsion se produit en quelques picosecondes. Dans le cas des protéines étudiées, on a identifié en grande partie les mécanismes et les acides aminés qui sont impliqués.
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Cottin-Bizonne, Cécile. "Hydrodynamique à l'interface solide-liquide : étude par mesures de forces de surfaces et simulations de dynamique moléculaire." Lyon 1, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00135329.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif d'étudier la condition limite hydrodynamique pour les écoulements de liquides simples en présence d'une paroi solide. Dans une première partie nous étudions ce problème pour différents systèmes, à l'aide d'une machine à forces de surfaces dynamique. Nous n'obtenons du glissement que dans le cas de liquides non mouillants. Pour un fluide confiné entre des surfaces hydrophobes lisses l'écoulement est très bien décrit par une condition limite de glissement dont la longueur caractéristique est indépendante du confinement et du taux de cisaillement. Dans une deuxième partie nous étudions, par des simulations de dynamique moléculaire, l'effet conjugué de la rugosité et de la mouillabilité sur la condition limite. Selon la pression et la forme de la rugosité, la présence de cette dernière peut augmenter fortement le glissement ou le diminuer. Enfin nous étudions l'influence d'une condition limite microscopique hétérogène sur un écoulement macroscopique.
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Jonasson, Gabriella. "Étude théorique de l’extinction de fluorescence des protéines fluorescentes : champ de forces, mécanisme moléculaire et modèle cinétique." Thesis, Paris 11, 2012. http://www.theses.fr/2012PA112121/document.
Full textAbstract:
Les protéines fluorescentes, comme la GFP (green fluorescent protein), sont des protéines naturellement fluorescentes qui sont utilisées pour leur rôle de marqueur, permettant de localiser des protéines dans les cellules et d'en suivre les déplacements. De nombreuses études expérimentales et théoriques ont été menées ces dix dernières années sur les protéines fluorescentes. De là, se forge une compréhension essentiellement qualitative du rôle de la protéine vis-à-vis de l’obtention ou non d’une émission radiative : il apparaît que la protéine permet la fluorescence en bloquant les processus qui la désactivent ; ces processus de désactivation sont très rapides et efficaces (à l'échelle de la picoseconde) dans le cas du chromophore seul, et ils sont bien identifiés comme étant des torsions autour des liaisons intercycles (tau et phi). Dans la protéine, la sensibilité des temps de vie de fluorescence à des mutations proches ou non du chromophore, à des modifications de pH ou de température laisse supposer un contrôle de la dynamique du chromophore par différents paramètres, sans qu’ils soient pour autant identifiés et mis en relation.Une étude de la dynamique de la protéine permettrait de faire la lumière sur les mécanismes responsables de ces phénomènes photophysiques pour lesquels une analyse structurale ne suffit pas. Cependant l'étude de la dynamique est limitée par la taille du système (>30 000 atomes), par l'échelle de temps des phénomènes photophysiques considérés (dizaine de nanosecondes) et par le fait que les deux torsions tau et phi sont fortement couplées dans l'état excité du chromophore. Ces trois facteurs excluent les méthodes de dynamique existantes aujourd'hui ; dynamique quantique (AIMD), dynamique mixte classique-quantique (QM/MD) et dynamique moléculaire classique (MD).Nous avons surmonté le problème par la modélisation de la surface d’énergie potentielle de torsion du chromophore à l’état excité basée sur des calculs quantiques de haute précision, par une interpolation des valeurs obtenues par une expression analytique appropriée en fonction des angles de torsion tau et phi et avec une précision suffisante pour reproduire des barrières de l’ordre de la kcal/mol, et enfin, par l’implémentation de cette expression analytique dans le programme parallèle AMBER. Une deuxième difficulté théorique concerne la simulation et l’analyse statistique d’événements peu fréquents à l’échelle de la nanoseconde, et dont on ne connait pas le chemin de réaction, ici les déformations de la protéine et du chromophore conduisant aux géométries favorables à la conversion interne. Grâce à ces développements et aux simulations qu'ils ont permises, nous avons réalisé la première modélisation de la désactivation non-radiative par conversion interne à l’échelle de la nanoseconde dans trois protéines fluorescentes différentes. L’analyse des dynamiques moléculaires classiques nous donne une évaluation quantitative des temps de vie de l’extinction de fluorescence, en accord avec les données expérimentales. Par ailleurs elle nous a permis d'identifier les mouvements moléculaires concertés de la protéine et du chromophore conduisant à cette extinction. De ces résultats, émerge une représentation plus complète du mécanisme qui libère la torsion du chromophore ou qui la déclenche : il peut venir d’un mouvement spécifique de la protéine, qui se produit à l’échelle de la nanoseconde, ou bien de plusieurs mouvements spécifiques, plus fréquents (rupture de liaisons hydrogène, rotation de chaînes latérales, dynamique d'agrégats d’eau), mais qui coïncident seulement à l’échelle de la nanoseconde. Ces mouvements spécifiques n’ont pas un coût énergétique important mais la nécessité de leur coïncidence crée un délai de l’ordre de quelques nanosecondes alors que dans le vide la torsion se produit en quelques picosecondes. Dans le cas des protéines étudiées, on a identifié en grande partie les mécanismes et les acides aminés qui sont impliquésFluorescent proteins, like GFP (green fluorescent protein), are efficient sensors for a variety of physical-chemical properties and they are extensively used as markers in living cells imaging. These proteins have been widely studied both experimentally and theoretically the last decade. The comprehension of the protein's role in the regulation of the radiative emission is today essentially qualitative: it appears that the protein enables the fluorescence by blocking the processes that deactivates it; the deactivating processes are very quick and efficient (on the picosecond time scale) when the chromophore is isolated, and they are identified as being the torsions around the central bonds of the chromophore (tau and phi). The fluorescence lifetimes of a protein is very sensitive to mutations in the vicinity of the chromophore, to modifications in pH or in temperature. This seems to indicate a control of the dynamics of the chromophore by different parameters, that are not necessarily identified.A study of the dynamics of the protein would allow a deeper understanding of the mechanisms that are responsible for the fluorescence quenching. From a theoretical point of view, one is faced with three difficulties in this type of study: the size of the system (>30 000 atoms including a water box), the required time scale (tens of nanoseconds) and the fact that the torsions tau and phi are strongly coupled in the excited state of the chromophore. We must thus rule out the already existing dynamics methods: quantum dynamics (AIMD), mixed classical-quantum dynamics (QM/MD) and classical molecular dynamics (MD).We have overcome this problem by modeling the torsional potential energy surface of the chromophore in the first excited state trough high precision quantum calculations, by interpolating the energy values with an analytical fitting expression depending on the torsions tau and phi and with a precision high enough to reproduce barriers of the order of 1 kcal/mol, and lastly, by implementing this fitting expression in a parallelized version of the MD program AMBER. Another theoretical difficulty concerns the simulation and the statistical analysis of rare events on the nanosecond time scale without knowing the reaction path in advance, i.e. the deformations of the protein and of the chromophore leading to geometries where the internal conversion is favored. As a result of these developments and of the simulations they have enabled, we have been able to model, for the first time, the non-radiative deactivation by internal conversion at the nanosecond time scale in three different fluorescent proteins. The analysis of the classical molecular dynamics gives us a quantitative evaluation of the lifetime of the fluorescence extinction, in agreement with experimental results. In addition, it has allowed us to identify the concerted molecular movements between the protein and the chromophore leading to this extinction. A more complete representation of the mechanism that liberates or provokes the chromophore torsion emerges from these results: it could be a specific movement of the protein, that occurs on the nanosecond timescale, or several specific movements that occur more frequently (breakage of a hydrogen bond, rotation of side chains, dynamics of a water cluster), but that coincide only on the nanosecond time scale. These specific movements do not have a high energy cost but the need for them to coincide creates a delay of several nanoseconds compared to the chromophore torsion in vacuo which occurs after a few picoseconds. In the proteins we have studied (GFP, YFP and Padron), we have identified the principle components of the mechanisms and the amino acids that are implicated in this chromophore-protein interplay
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Marcillat, Olivier. "La créatine kinase des mitochondries de coeur : propriétés cinétiques : purification et caractérisation des différentes formes moléculaires." Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO11985.
Full text
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Toutant, Jean-Pierre. "Etude des cholinestérases : polymorphisme et interactions moléculaires, régulation de la synthèse des formes asymétriques, distribution tissulaire." Paris 7, 1985. http://www.theses.fr/1985PA077087.
Full textAbstract:
Le présent travail porte sur les cholinestérases (acétylcholinestérase, AChE, EC 3117 et pseudocholinestérase, ΨChE, EC 3118) que j'ai étudiées à la fois par des techniques histochimiques et des techniques biochimiques. Les principaux résultats concernent d'une part le polymorphisme moléculaire de l'AChE et de la ΨChE (formes moléculaires, variation dans la structure des sous-unités catalytiques) et d'autre part la distribution tissulaire de l'AChE dans le muscle squelettique et la régulation physiologique de la synthèse des formes asymétriques d'AChE dans ce tissu. La thèse débute par un exposé sur la structure des molécules d'AChE des organes électriques d’Electrophorus et de Torpedo, basé sur le modèle proposé par le groupe de Jean Massoulié : l'enzyme peut présenter six types de structures quaternaires : Al2, A8, A4, G4, G2, G1. Le deuxième chapitre de la première partie présente des résultats expérimertaux portant sur l'AChE des organes électriques de la Torpille. Il existe un polymorphisme des sous-unités catalytiques de l'enzyme qui se superpose au polymorphisme des structures quaternaires. Trois types de sous-unités catalytiques sont mis en évidence : une sous-unité dc 76-80 kD qui correspond à des dimères hydrophobes ne comportant pas de ponts S-S intercaténaires, solubilisés à basse force ionique en absence de détergent (extrait LSS). Une sous-unité de 69 kD qui correspond à la majeure partie des dimères hydrophobes, associés par des ponts S-S, solubilisés en présence de détergent (extrait DS). Une sous-unité de 72 kD constituant des formes asymétriques solubilisées à haute force ionique (extrait HSS). . .
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Sukhomlinov, Sergey. "Development of effective interatomic potentials for computer simulation of oxides." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10092/document.
Full textAbstract:
Le modèle de potentiels effectifs d'interactions interatomiques (champ de forces) pour la modélisation d'oxydes a été développé avec l'utilisation de calculs ab initio basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité. Le champ de forces décrit l'énergie potentielle totale du système par la somme de l'énergie électrostatique, celle de dispersion, et l'énergie d'interactions à courte portée. L'énergie électrostatique a été décrite par le modèle d'équilibration des tranferts de charge (SQE) basé sur l'approche d'égalisation du potentiel chimique (CPE). Le calcul de coefficients de dispersion, qui déterminent les interactions de dispersion, a été réalisé avec l'utilisation de fonctions Wannier maximalement localisées (MLWF). Dans les oxydes la position des centres des MLWF près d'atomes permet de calculer les coefficients de dispersion pour chaque atome. Les calculs de ces coefficients ont montré que leur valeur dépend du nombre d'atomes et du rayon de la première sphère de coordination. Le développement de potentiels d'interactions à courte portée a été réalisé avec l'utilisation de la méthode "force-matching", ce qui a permis de choisir la forme analytique des potentiels. Les paramètres des composants du champ de force ont été obtenus sur la base de calculs de chimie quantique de systèmes isolés et périodiques de structures de silicates. Les paramètres du modèle SQE on été calibrés en utilisant le potentiel électrostatique comme la grandeur de référence. Le champ de forces complet a été testé par simulation de polymorphes cristallins de la silice par la méthode de la dynamique moléculaire. Les résultats des calculs ont permis de choisir le meilleur modèle. Le champ de forces sélectionné reproduit bien les caractéristiques structurelles de α-quartz et α-cristobalite. Le calcul de spectres vibrationnels des systèmes montre que le champ de forces sous-estime les constantes de forces Si-O, ce qui conduit à un déplacement de spectres vibrationnels vers les basses fréquences par rapport aux spectres expérimentaux. Des voies visant l'amélioration de la performance du champ de forces sont proposéesThe effective interatomic potential model (force field) for the atomistic modeling of oxide materials was developed with the extensive use of ab initio density functional calculations. The force field represents the total potential energy of system as a sum of the long-range electrostatic, dispersion, and short-range energy contributions. The long-range energy electrostatic energy was described with the use of split-charge equilibration (SQE) model based on the chemical potential equalization (CPE) approach. The electrostatic potential was used as the reference quantity for the calibration of parameters of the SQE model. The computation of dispersion coefficients, which determine the magnitude of the dispersion interactions, was carried out with the use of maximally localized Wannier functions (MLWF). The position of MLWF centers close to the nuclei in oxides permits the computation of the dispersion coefficients in an atom-wise manner. The values of the dispersion coefficients were found to be affected by the coordination number and the radius of the first coordination sphere of atom. The short-range (SR) interaction potentials were designed with the use of force-matching method, which has allowed a judicious choice of the functional form of the SR potentials. The parametrization of the force field components was performed on the basis of extensive quantum-chemical calculations of isolated and periodic silicate systems. The complete force field was tested in the molecular dynamics simulations of crystalline silica polymorphs. Results of the calculations allowed to choose the best model. The selected force field well reproduces structural characteristics of the α-quartz and α-cristobalite polymorphs. The calculation of the vibrational spectra of the systems has shown that the model underestimates the Si-O force constants that leads to a downward shift of the vibrational spectra in comparison with the experimental data. A number of ways aimed at improving the force field's performance are suggested
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Trasobares, Sánchez Jorge. "High frequency electronics on nanodot molecular junctions : interaction between molecules, ions and waves." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10168/document.
Full textAbstract:
Une combinaison entre l’assemblage de monocouches au sommet de nano-cristaux d’or et la microscopie à sonde locale permet d’explorer l’interaction entre les molécules actives et son milieu, mais aussi démontrer expérimentalement une diode moléculaire peut travailler à haute fréquence. La fabrication des nanocristaux d’or par lithographie électronique rapide nous a permis leur caractérisation par des techniques nécessitant des surfaces millimétrique, mais également par des techniques en champ proche. La détection electrochimique d’un petit nombre de molécules par nanocrystal prévoit d’intéressantes recherches futures sur l’attache et la détection de molécules uniques sur la nano-particule d’or. D’un côté, cette étude confirme une théorie récente: les effets coopératifs entre les molécules ont un effet d’asymétrie sur « la courbe d’histogramme de conductance ». D’un autre côté, des théories d’électrochimie ont été utilisées pour investiguer les effets d’interaction entre molécules avec groupe redox et l’écart-type de l’énergie moléculaire. Cette étude nous a permis d’extraire des gammes d’énergie de couplage entre molécules, un premier pas vers une estimation quantitative expérimentale de ce paramètre clé pour les applications en électronique organique. A l’aide d’un AFM couplé à un système de mesure en hyperfréquences, nous mesurons les propriétés électroniques à l’échelle nanométrique. Nous prouvons une diode moléculaire à 18 GHz avec un ratio de redressement de 12 dB (facteur 4) à cette fréquence. Des petites capacitances, dans la gamme de l’aF ont en particulier permis d’observer ce comportement à hautes fréquencesAn attractive combination of self-assembled monolayers on top of “Au” single crystal Nanoparticles (AuNp) and Scanning Probe Microscopies permits to explore the interaction between active molecules in the junction, as well as with the media. At the same time, we demonstrate the experimental proof of a molecular rectifying diode working at gigahertz frequency. Device fabrication by fast e-beam lithography allows their characterization by techniques that may need millimeter scale surfaces as well as by near field Scanning Probe Microscopies. Detection of a little number of molecules per AuNP promises interesting future research in the challenge of grafting and detecting single molecules per nanoparticle. On the one hand, this investigation confirms a recent theoretical prediction that cooperative effects between molecules may have an effect on the asymmetry of the conductance histogram line shape. On the other hand, established electrochemical theories are exploited to investigate similar factors such as interaction between redox molecules and the modification of the energy level of molecular orbitals. This study permits extracting a range of coupling energies between molecules that may be a first step towards the quantitative experimental estimation of this key parameter in molecular electronics. Thanks to an AFM connected to Network analyzer, we characterize a molecular diode operating at high frequency to 18 GHz with a rectification ratio of 12 dB (factor 4) at this frequency. Small capacitances in the order of few aF permit to see this behavior at high frequencies