As a result of screening a panel of marine organisms to identify lead molecules for the stimulation of endochondral bone formation, the calcareous sponge Pericharax heteroraphis was identified to exhibit significant activity during endochondral differentiation. On further molecular networking analysis, dereplication and chemical fractionation yielded the known clathridine A-related metabolites 3–6 and the homodimeric complex (clathridine A)₂ Zn²⁺ (9), together with the new unstable heterodimeric complex (clathridine A–clathridimine)Zn²⁺ (10). With the presence of the zinc complexes annotated through the LC-MS analysis of the crude extract changing due to the instability of some metabolites and complexes constituting the mixture, we combined the isolation of the predicted molecules with their synthesis in order to confirm their structure and to understand their reactivity. Interestingly, we also found a large quantity of the contaminant benzotriazoles BTZ (7) and its semi-dimer (BTZ)₂CH₂ (8), which are known to form complexes with transition metals and are used for preventing corrosion in water. All isolated 2-aminoimidazole derivatives and complexes were synthesized not only for structural confirmation and chemical understanding but to further study their bioactivity during endochondral differentiation, particularly the positively screened imidazolone derivatives. Compounds leucettamine B, clathridine A and clathridimine were found to increase type X collagen transcription and stimulate endochondral ossification in the ATDC5 micromass model.

Ce manuscrit porte sur les études chimiques et biologiques menées sur la nacre d’huîtres perlières et d’éponges calcaires marines. L’objectif principal était d’identifier de nouveaux composés actifs sur l’os. La nacre est un matériau essentiellement minéral biocompatible qui est aussi ostéoinducteur. Après avoir optimisé l’extraction des composés organiques de la poudre de nacre, le chapitre 2 présente les huit structures identifiées. Toutes les molécules isolées ont été testées pour leur activité sur l’ostéoporose.Un criblage d’activité sur l’os de 47 éponges a révélé que les éponges calcaires sont des organismes producteurs de composés ostéogéniques. L’étude de deux éponges calcaires du genre Pericharax est détaillée au chapitre 3. Douze composés polaires dont quatre dérivés du 2-aminoimidazole et sept composés apolaires sont décrits. Parmi ces derniers, deux composés se sont avérés nouveaux, dont un éther de glycérolSa synthèse totale décrite dans le chapitre 4 a été réalisée pour déterminer sa configuration absolue et évaluer son activité sur l’os.Les chapitres 5 et 6 sont consacrés à des études chimiques sur les composés azotés. Parmi eux, la clathridine et la clathridimine possèdent des propriétés de complexation de l’ion Zn2+. Une étude poussée de ces complexes a permis d’identifier un nouveau complexe hétérodimérique. Enfin, la similarité structurelle entre les molécules isolées les plus actives a permis une étude préliminaire de chimie médicinale pour mieux comprendre les relations structure-activité de ces composés.Ce travail a permis d’identifier de nouveaux métabolites marins actifs sur l’os. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives pour la compréhension de la biominéralisation et de valorisation des métabolites identifiés en chimie médicinale.