Évaluation de l’incidence du L-Tryptophane sur la toxicologie de l’acide perfluorooctanoïque chez Daphnia magna

Verhille, Mathieu (2024). Évaluation de l’incidence du L-Tryptophane sur la toxicologie de l’acide perfluorooctanoïque chez Daphnia magna. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'acide perfluorooctanoïque (APFO) est une substance qui préoccupe le milieu scientifique en raison de sa présence dans l'environnement et de ses effets toxiques sur les humains et les animaux. Connu pour son potentiel protéinophile, il a fait l’objet de recherches pour évaluer sa capacité d’addition à des agrégats biologiques ou des macromolécules. Cependant, il existe peu de rapport de recherche s’intéressant à la contribution individuelle des molécules clés, tel que les acides aminés, dans ce processus. Pour combler cette lacune, des essais de toxicité aiguë en 48 heures sur Daphnia magna, ainsi que des analyses de spectroscopie de fluorescence et infrarouge ont été menées en laboratoire.

Cette étude a évalué pour la première fois la capacité du L-tryptophane (L-Trp) à réduire la toxicité de l’APFO et a étudié la nature des interactions dans cette réaction. Les résultats montrent que la présence de L-Trp dans une eau contaminée en APFO a conduit à la diminution de la toxicité aiguë chez D. magna. Une atténuation maximale des effets toxicologique a été observée pour un ratio aux alentours de 0,5 en L-Trp, signifiant qu’une molécule de L-Trp se lie à deux molécules d’APFO. L'interaction entre le L-Trp et l’APFO révèle que les interactions non-covalentes jouent un rôle crucial dans la formation du complexe. Plus précisément, les forces de van der Waals et les liaisons hydrogène sont les interactions dominantes du complexe. D’autre part, l’existence d’effets hydrophobes au niveau du groupement indole et d’interactions électrostatiques entre les groupes carbonyles et amines a également été constatée au sein du complexe Trp-APFO. La formation de ces complexes expliquerait la diminution de toxicité chez D. magna par l’influence du L-Trp sur la biodisponibilité et/ou la distribution de l’APFO. Cette étude précise le mécanisme de réaction entre le L-Trp et l’APFO et relève également des inquiétudes quant à sa réversibilité et sa généralisation aux substances per- et polyfluoroalkylées (SPFA) de toute taille.

Titre traduit

Evaluation of the impact of L-Tryptophan on the toxicology of Perfluoroocatnoic Acid in Daphnia magna: characterization and perspectives

Résumé traduit

Perfluorooctanoic acid (PFOA) is a widespread environmental contaminant with known toxic effects on humans and animals, attracting significant scientific concern. Its proteinophilic nature has prompted research into its interactions with biological macromolecules, yet the role of specific molecules like amino acids remains underexplored. This study addresses this gap by conducting 48-hour acute toxicity tests on Daphnia magna, and utilizing fluorescence and infrared spectroscopy to investigate the interaction mechanisms involved between PFOA and L-tryptophan (L-Trp).

Results indicate that L-Trp presence in PFOA-contaminated water significantly reduces acute toxicity in D. magna. Optimal attenuation of toxic effects occurred at an L-Trp to PFOA ratio of approximately 0.5, indicating that one molecule of L-Trp binds with two molecules of PFOA. The study reveals that non-covalent interactions, particularly van der Waals forces and hydrogen bonds, are central to the L-Trp-PFOA complex formation. Additionally, hydrophobic effects at the indole group and electrostatic interactions between carbonyl and amine groups contribute to the complex. These interactions likely reduce PFOA’s toxicity by altering its bioavailability and/or distribution. While, this study provides insights into the reaction mechanism between L-Trp and PFOA, it also raises considerations regarding the reversibility of this interaction and its applicability to other per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs).

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie de l’environnement". Comprend des références bibliographiques (pages 92-109).
Mots-clés libres:	acide perfluorooctanoïque, Tryptophane, Daphnia magna; toxicité, interactions non-covalentes
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Hausler, Robert
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de l'environnement
Date de dépôt:	20 févr. 2025 17:49
Dernière modification:	20 févr. 2025 17:49
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3540

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