Xanthan Exopolysaccharide: Cu(2+) Complexes Affected from the pH-Dependent Conformational State; Implications for Environmentally Relevant Biopolymers.
2016
Causse, Benjamin | Spadini, Lorenzo | Sarret, Géraldine | Faure, Adeline | Travelet, Christophe | Madern, Dominique | Delolme, Cécile | Institut des Sciences de la Terre (ISTerre) ; Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]) | Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE) ; Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) ; Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]) | Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV) ; Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]) | Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) | Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA) ; Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International audience
Show more [+] Less [-]English. The conformational impact of environmental biopolymers on metal sorption was studied through Cu sorption on xanthan. The apparent Cu(2+) complexation constant (logK; Cu(2+) + L(-) ↔ CuL(+)) decreased from 2.9 ± 0.1 at pH 3.5 to 2.5 ± 0.1 at pH 5.5 (ionic strength I = 0.1). This behavior is in apparent contradiction with basic thermodynamics, as usually the higher the pH the more cations bind. Our combined titration, circular dichroism and dynamic light scattering study indicated that the change observed in Cu bond strength relates to a conformational change of the structure of xanthan, which generates more chelating sites at pH 3.5 than at pH 5.5. This hypothesis was validated by the fact that the Cu sorption constants on xanthan were always higher than those measured on a mixture of pyruvic and glucuronic acids (logK = 2.2), which are the two constitutive ligands present in the xanthan monomer. This study shows the role of the structural conformation of natural biopolymers in metal bond strength. This finding may help to better predict the fate of Cu and other metals in acidic environmental settings such as aquatic media affected by acid mine drainage, as well as peats and acidic soils, and to better define optimal conditions for bioremediation processes.
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This bibliographic record has been provided by Institut national de la recherche agronomique