Etude de la Régulation de l'activité de l'arylamine N-acetyltransferase (NAT) par les nanoparticules de noir de carbone

Regulation of the activity of the arylamine N-acetyltransferase (NAT) by carbon black nanoparticles

• Auteur / Autrice : Elodie Sanfins
• Direction : Jean-Marie Dupret, Fernando Rodrigues-Lima
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Structure, fonction et ingéniérie des protéines
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

composition chimique

Suie

Structure secondaire des protéines

cytologie

Poumon

Acétylation

Cancérogènes

Xénobiotique

Arylamine N-acetyltransferase

Résumé

Les arylamine TV-acétyltransférases (NATs) sont des enzymes du métabolisme des xénobiotiques (polluants médicaments. . . ) qui jouent un rôle majeur dans la detoxication et/ou la bioactivation des aminés aromatiques composés parmi lesquels figurent de nombreux cancérogènes. Nous avons étudié l'effet des nanoparticules (NPs) de Noir de carbone sur la capacité de biotransformation d'aminés aromatiques cancérogènes par l'enzyme NATl humaine. Ces NPs sont décrites comme potentiellement toxiques et l'exposition à celles-ci peut se faire de manière concomitante à des aminés aromatiques par exemple dans le cadre d'activités professionnelles (industrie du caoutchouc). Les résultats obtenus indiquent que l'incubation de l'enzyme NATl avec les NPs entraine une inhibition dose-dépendante de l'acétylation des aminés aromatiques. Des analyses cinétiques et des expériences d'ultracentrifugation indiquent que l'enzyme s'adsorbe rapidement sur les NPs conduisant à son inhibition. De plus, des expériences de dichroïsme circulaire mettent en évidence que l'interaction entre les NPs et l'enzyme conduit à un changement de sa structure secondaire vraisemblablement responsable de son inhibition irréversible. Enfin, l'exposition aux NPs de cellules épithéliales pulmonaires en culture conduit à l'inhibition de l'enzyme endogène et à une altération de la capacite d'acétylation des aminés aromatiques par les cellules. L'ensemble de ces données suggèrent que l'exposition à certaines NPs est susceptible d'altérer le métabolisme de polluants aromatiques et de contribuer ainsi à en accroître le potentiel toxique.

Arylamine N-acetyltranferases (NATs) are xenobiotic metabolizing enzymes that play a major role in the detoxication and/or the bioactivation of aromatic amines some of which are carcinogenic. We have studied the effects of carbon black nanoparticles (NPs) on the biotransformation of carcinogenic aromatic amines by the human NATl. These NPs are potentially toxic and they co-exist with AAs in professional environment such as the rubber industry. The results obtained in this study show that the incubation of recombinant human NATl with increasing concentrations of NPs lead to the dose dependant inhibition of the biotransformation activity of the enzyme. Kinetic analysis and ultracentrifugation assays point out that the enzyme is rapidly adsorbed on the NPs leading to its irreversible inhibition Furthermore, circular dichroïsm data highlighted that NP-NAT1 interaction induce changes in the secondary structure of the enzyme probably responsible for its irreversible inhibition. Finally, the exposition by NPs of pulmonary epithelial cells in culture leads to the inhibition of the endogenous enzyme and to the alteration of the cell dependant acetylation of aromatic amines. Overall the results suggest that the exposition by NPs may alter the metabolism of aromatic pollutants and may contribute to the increase in NP potential toxicity.