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Influence du pH sur le transport transmembranaire du manganèse et du cadmium chez l'algue verte unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii.

François, Laura (2008). Influence du pH sur le transport transmembranaire du manganèse et du cadmium chez l'algue verte unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 188 p.

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Résumé

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L’influence du pH sur la prise en charge et l’adsorption du manganèse et du cadmium par l’algue verte Chlamydomonas reinhardtii a été étudiée sur des temps d’exposition courts, afin de mieux comprendre la nature des interactions entre les protons et les transporteurs membranaires du métal. Les flux d’internalisation (Jint) du manganèse et du cadmium ont été mesurés sur une large gamme de concentrations allant de 1·10-10 à 4·10-4 M et ce à différents pH (Mn : 5, 6,5 et 8 ; Cd : 5 et 6,5). Nos mesures ne montraient pas de saturation des sites d’adsorption métalliques dans les gammes de pH et de concentrations étudiées. Le pH n’a pas eu d’effet notable sur l’adsorption du manganèse mais l’adsorption du cadmium diminuait quand le pH diminuait. Ceci nous laisse croire que le Cd et le Mn se lient à des sites d’adsorption distincts. Des prises en charge caractéristiques d’un processus de saturation Michaëlis-Menten ont été observées pour les deux métaux mais le flux maximal de transport (Jmax) diminuait quand le pH diminuait. Ce résultat, jamais démontré chez les algues auparavant, suggère fortement une inhibition de nature non compétitive (simple ou partielle) de la prise en charge du métal par le proton. Un modèle d’inhibition de type Michaëlis-Menten considérant la compétition du proton et du calcium a été testé. Les constantes de stabilité des complexes métal-transporteur (ou « métal-ligand biotique » ; KMn et KCd), ainsi que celles des complexes formés par la liaison compétitive du calcium avec les transporteurs métalliques (KMa Ca et KCd Ca) et du proton (KH) ont été calculées : KMn Ca = 103,7 M-1 [103,51 – 103,81] (intervalle d’erreur-type) et KMn = 104,20 M-1 [104,11 – 104,27] ; KCd Ca = 104,75 M-1 [103,85 – 104,63], et KCd = 104,19 M-1 [104,18 – 104,21]. Pour aucun des deux métaux, la constante KH n’a toutefois pu être estimée, indiquant que l’inhibition compétitive des protons n’était pas significative (inférieure à l’incertitude) dans le calcul des paramètres de notre modèle. Comme suggéré dans la littérature, il a aussi été mis en évidence que le tampon MES n’influençait pas la prise en charge du cadmium. De plus, la prise en charge des métaux ne dépendait que du pH d’exposition et n’était pas influencée par le pH du milieu d’acclimatation avant l’exposition, suggérant que les variations des flux métalliques avec le pH sont dues à des changements des caractéristiques fonctionnelles des protéines de surface plutôt qu’à la synthèse de sites de transport additionnels. La nature de l’inhibition du proton a été identifiée comme étant partiellement non compétitive puisqu’elle affecte la cinétique de transport transmembranaire des métaux. Ces résultats sont en contradiction avec le modèle du Ligand Biotique (BLM) qui présume que tous les paramètres biologiques (vitesse d’internalisation, nombre de transporteurs) demeurent constants lorsque l’on change les conditions d’exposition. Nous concluons donc que le BLM, dans sa forme actuelle, ne décrit pas correctement la véritable influence du pH sur la prise en charge du manganèse et du cadmium par les algues et que l’effet physiologique du pH (changements des caractéristiques fonctionnelles des protéines de transport dus à l’inhibition partiellement non compétitive des protons) doit y être intégré.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Fortin, Claude
Co-directeurs de mémoire/thèse: Campbell, Peter G.C.
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: pH sur le transport transmembranaire du manganèse et du algue verte; manganèse; cadmium; Chlamydomonas reinhardtii; ligand; biotique; phytoplancton
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 23 nov. 2012 14:33
Dernière modification: 18 nov. 2015 18:57
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/459

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