As ligações peptídicas afetam a formação de haloacetamidas, uma classe emergente de N

Scientific Reports volume 5, Número do artigo: 14412 (2015) Citar este artigo

2154 acessos

24 Citações

1 Altmétrica

Detalhes das métricas

As haloacetamidas (HAcAms), uma classe emergente de subprodutos de desinfecção nitrogenada (N-DBPs) de interesse para a saúde, têm sido frequentemente identificadas em águas potáveis. Há muito se sabe que os aminoácidos livres (AAs), representando uma pequena fração do nitrogênio orgânico dissolvido (DON), podem formar dicloroacetamida (DCAcAm) durante a cloração. No entanto, as informações sobre os impactos de AAs combinados, que contribuem para a maior porção identificável de DON em águas naturais, são limitadas. Neste estudo, comparamos a formação de HAcAms a partir de AAs livres (tirosina [Tyr] e alanina [Ala]) e combinados (Tyr-Ala, Ala-Tyr, Tyr-Tyr-Tyr, Ala-Ala-Ala) e encontramos que a formação de HAcAm a partir da cloração de AAs em formas combinadas (oligopeptídeos) exibiu significativamente um padrão diferente com a formação de HAcAm a partir de AAs livres. Devido à presença de ligações peptídicas nos tripeptídeos, Tyr-Tyr-Tyr e Ala-Ala-Ala produziram tricloroacetamida (TCAcAm) na qual os AAs livres foram incapazes de formar TCAcAm durante a cloração. Além disso, a ligação peptídica em tripeptídeos formou mais tri-HAcAms do que di-HAcAms na presença de brometo. Portanto, a ligação peptídica pode ser um importante indicador para prever a formação de N-DBPs específicos na cloração. O aumento do uso de água impactada por algas e águas residuais como fontes de água potável aumentará as preocupações com a saúde sobre a exposição a HAcAms na água potável.

Como resultado do rápido crescimento populacional e da crescente demanda por água, as fontes de água potável estão enfrentando ameaças de efluentes de águas residuais insuficientemente tratados ou proliferação de algas. Essas fontes de poluição são caracterizadas por níveis mais altos de nitrogênio orgânico dissolvido (DON) que podem potencialmente reagir com certos desinfetantes (por exemplo, cloro) para formar subprodutos indesejados de desinfecção nitrogenada (N-DBPs) em estações de tratamento de água potável (DWTPs)1, 2,3. Recentemente, o interesse na formação de N-DBPs aumentou porque estudos toxicológicos demonstraram que os N-DBPs são tipicamente mais genotóxicos, citotóxicos ou carcinogênicos do que a maioria dos subprodutos carbonáceos da desinfecção (C-DBPs), que há muito tem sido um foco importante na estudos anteriores1,4,5. Haloacetamidas (HAcAms), uma classe emergente de N-DBPs halogenados, são particularmente preocupantes porque foram relatados como muito citotóxicos e genotóxicos em ensaios de células de mamíferos (por exemplo, mais de 100 vezes mais citotóxicos e 10 vezes mais genotóxicos do que HAAs)6 e foram freqüentemente detectados na água potável2,7,8.

A formação de N-DBPs a partir de aminoácidos (AAs) após a cloração é interessante, pois os AAs representam uma fração significativa do DON em águas naturais. Em estudos anteriores, os AAs livres foram selecionados principalmente como compostos modelo para investigar o mecanismo de formação de DBP1,9. No entanto, os AAs livres representam apenas uma fração insignificante (<6%) do pool de DON; em contraste, os AAs combinados contribuem para a maior parte identificável, especialmente em águas impactadas por algas e águas residuais10,11,12. Portanto, é essencial examinar a formação de N-DBPs a partir de AAs combinados. Aminoácidos combinados (por exemplo, oligopeptídeos e proteínas) são onipresentes em águas superficiais e normalmente derivam da lise viral ou autólise de bactérias, secreção microbiana de enzimas extracelulares, deposição atmosférica ou insumos antropogênicos como poluentes11,13,14.

Foi apreciado que parte dos AAs livres podem servir como precursores de HAcAm1,15,16. Por exemplo, a tirosina livre (Tyr) pode reagir com o cloro para formar dicloroacetamida (DCAcAm) e tricloroacetamida (TCAcAm)17. No entanto, a alanina (Ala) não pode formar nenhum HAcAm, mas pode servir como um precursor do clorofórmio15,18. Infelizmente, ainda não estava claro se a formação de HAcAms a partir da cloração de oligopeptídeos e AAs livres se comporta de maneira significativamente diferente devido à presença de ligações peptídicas nos oligopeptídeos. O objetivo deste estudo foi comparar a formação de HAcAms entre a cloração de AAs livres e AAs combinados de baixa massa molecular (oligopeptídeos) e assim avaliar os impactos das ligações peptídicas na formação de HAcAm. Dois AAs livres, Tyr (precursor de HAcAm) e Ala (precursor não-HAcAm) e quatro oligopeptídeos, Tyr-Ala, Ala-Tyr, Tyr-Tyr-Tyr e Ala-Ala-Ala (Fig. 1) foram selecionados como compostos precursores neste estudo, porque eles compartilham estruturas moleculares semelhantes, exceto a presença ou ausência de ligações peptídicas na formação de HAcAm.