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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33235
Tipo: | Tese |
Título: | Avaliação da bioatividade de peptídeos gerados por hidrólise enzimática da fração lectina de grãos de soja (Glycine max L. Merrill) |
Autor(es): | Lima, Anna Karoline de Sousa |
Primeiro Orientador: | Gadelha, Carlos Alberto de Almeida |
Resumo: | A bioatividade da lectina de soja é amplamente relatada na literatura, sendo essas bioatividades geralmente relacionadas a sequências específicas da molécula, chamadas de peptídeos bioativos, que apresentam melhor desempenho em comparação à proteína parental devido ao seu tamanho e características químicas. A principal forma de produzir esses peptídeos é pela hidrólise enzimática da proteína parental. Há uma lacuna no conhecimento sobre a potencialidade dos peptídeos obtidos por hidrólise enzimática da lectina de soja. Com isto, objetivou-se com essa pesquisa purificar, hidrolisar a lectina de soja, e avaliar as características físico-químicas e bioativas dos peptídeos gerados. A lectina foi purificada por precipitação (salting out), cromatografia de troca iônica e cromatografia de exclusão molecular. A fração de lectina obtida foi então hidrolisada com as enzimas alcalase, papaína e um processo sequencial alcalase-papaína. Os peptídeos gerados foram caracterizados por espectrometria de massas, FTIR, MEV, TGA e gel de eletroforese tris-tricina. A estabilidade dos peptídeos foi avaliada através de simulação de digestão in vitro, seguida de análises de fluorescência intrínseca, tamanho de partícula e potencial zeta. A potencialidade antioxidante dos peptídeos foi avaliada pelo percentual de captura in vitro dos radicais ABTS e DPPH, e a atividade antiproliferativa foi avaliada em células de adenocarcinoma de cólon humano. Análises in sílico foram realizadas para predição de bioatividade e as ligações dos peptídeos com moléculas relacionadas a essas bioatividades foram avaliadas por docking molecular. A purificação resultou em uma lectina semi-purificada, com presença de banda de 31 kDa e bandas de menor peso molecular. A hidrólise produziu três hidrolisados: HA (alcalase), HP (papaína) e HAP (alcalase-papaína), onde foram gerados 393, 387 e 489 peptídeos nos experimentos, respectivamente, com tamanhos variando entre 6-2500 Da. Devido ao maior grau de hidrólise e menores peptídeos, além de mais predições de bioatividades, o peptídeo HAP foi selecionado para caracterização físico-química e de bioatividade. A análise de FTIR mostrou que o peptídeo HAP é majoritariamente composto por estruturas secundárias de do tipo folhas-β, e a análise TGA demonstrou termoestabilidade tanto da fração de lectina quanto do hidrolisado HAP. A microscopia eletrônica, revelou que os peptídeos tendem a formar grumos com superfície porosa, enquanto a fração de lectina apresenta uma estrutura mais plana e fina. Após a digestão, observou-se mudanças na estrutura terciária da proteína e a agregação dos hidrolisados foi confirmada pela análise de tamanho de partícula. A avaliação do potencial antioxidante do peptídeo HAP resultou em percentuais de captura de 49,34% e 68,69% para os radicais ABTS e DPPH, respectivamente. A atividade antiproliferativa mostrou que tanto a fração de lectina quanto o HAP reduziram a viabilidade celular da linhagem HT-29, com CI50 de 258,4 e 188,9 µg/mL para a fração de lectina e hidrolisado, respectivamente. Para a linhagem LoVo, as CI50 foram 193,2 e 175,6 µg/mL, e o HAP induziu apoptose celular conforme demonstrado pela citometria de fluxo. As análises in sílico previram as seguintes bioatividades para o HAP: antioxidante, inibição da ECA, inibição da DPP-IV, anti-inflamatória, antiangiogênica, inibição do quórum sensing e atividade anticâncer. Avaliou-se ainda a ligação de diferentes peptídeos com moléculas relacionadas a essas atividades para compreender o mecanismo de ação dos peptídeos. |
Abstract: | The bioactivity of soybean lectin is widely reported in the literature, with these bioactivities generally attributed to specific sequences within the molecule, known as bioactive peptides, which exhibit superior performance compared to the parent protein due to their size and chemical characteristics. The primary method for producing these peptides is through enzymatic hydrolysis of the parent protein. There is a gap in the knowledge regarding the potential of peptides obtained by enzymatic hydrolysis of soybean lectin. Therefore, this research aimed to purify and hydrolyze soybean lectin, and to evaluate the physicochemical and bioactive characteristics of the generated peptides. The lectin was purified by precipitation (salting out), ion exchange chromatography, and size exclusion chromatography. The resulting lectin fraction was then hydrolyzed using the enzymes alcalase, papain, and a sequential alcalase-papain process. The generated peptides were characterized by mass spectrometry, FTIR, SEM, TGA, and Tris-Tricine gel electrophoresis. The stability of the peptides was assessed through in vitro digestion simulation, followed by analyses of intrinsic fluorescence, particle size, and zeta potential. The antioxidant potential of the peptides was evaluated by the in vitro scavenging percentage of ABTS and DPPH radicals, and the antiproliferative activity was assessed in human colon adenocarcinoma cells. In silico analyses were conducted to predict bioactivity, and the binding of peptides to molecules related to these bioactivities was evaluated through molecular docking. The purification resulted in a semi-purified lectin with the presence of a 31 kDa band and lower molecular weight bands. Hydrolysis produced three hydrolysates: HA (alcalase), HP (papain), and HAP (alcalase-papain), generating 393, 387, and 489 peptides in the experiments, respectively, with sizes ranging from 6-2500 Da. Due to a higher degree of hydrolysis and smaller peptides, as well as more bioactivity predictions, the HAP peptide was selected for physicochemical and bioactivity characterization. FTIR analysis showed that the HAP peptide is predominantly composed of β-sheet secondary structures, and TGA analysis demonstrated thermostability in both the lectin fraction and the HAP hydrolysate. Microscopy revealed that the peptides tend to form clumps with a porous surface, while the lectin fraction exhibits a flatter and thinner structure. After digestion, changes in the tertiary structure of the protein were observed, and the aggregation of hydrolysates was confirmed by particle size analysis. The antioxidant potential evaluation of the HAP peptide showed scavenging percentages of 49,34% and 68,69% for ABTS and DPPH radicals, respectively. The antiproliferative activity showed that both the lectin fraction and HAP reduced the viability of the HT-29 cell line, with IC50 values of 258,4 and 188,9 µg/mL for the lectin fraction and hydrolysate, respectively. For the LoVo cell line, the IC50 values were 193.2 and 175,6 µg/mL, and HAP induced cell apoptosis as demonstrated by flow cytometry. In silico analyses predicted the following bioactivities for HAP: antioxidant, ACE inhibition, DPP-IV inhibition, anti-inflammatory, anti-angiogenic, quorum sensing inhibition, and anticancer activity. The binding of different peptides to molecules related to these activities was also evaluated to understand the mechanism of action of the peptides. |
Palavras-chave: | Tecnologia de alimentos Hidrólise sequencial Peptídeos bioativos Anticâncer Sequential hydrolysis Bioactive peptides In sílico Anticancer |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia de Alimentos |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/33235 |
Data do documento: | 27-Jun-2024 |
Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos |
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