2009 yela - peptidos_y_lacticos_bioactivos

PEPTIDOS BIOACTIVOS

LUISA FERNANDA YELA LARRAHONDO UNIVERSIDAD DEL VALLE

2009

YELA PÉPTIDOS BIOACTIVOS

ReCiTeIA - v.9 n.2 2

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TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO .................................................................................................................... 3

TABLA DE ILUSTRACIONES ............................................................................................................ 4

TABLA DE CUADROS ....................................................................................................................... 4

TABLA DE ECUACIONES ................................................................................................................. 4

1. RESUMEN ................................................................................................................................... 5

2. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 5

3. REVISIÓN HISTÓRICA ............................................................................................................... 6

3.1 1979 ...................................................................................................................................... 6 3.2 1986 ...................................................................................................................................... 6 3.3 EN LA ACTUALIDAD ................................................................................................................. 7

4. ANTECEDENTES ........................................................................................................................ 7

5. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ..................................................................................................... 8

5.1 PÉPTIDOS BIOACTIVOS ............................................................................................................. 8 5.2 CLASIFICACIÓN DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS ........................................................................... 9

5.2.1 Efecto de los péptidos bioactivos en el sistema cardiovascular ................................. 11 5.2.2 efecto de los péptidos bioactivos en el sistema nervioso ............................................ 13 5.2.3 efecto de los péptidos bioactivos en el sistema digestivo ........................................... 15 5.2.4 efecto de los péptidos bioactivos en el sistema inmune ............................................. 17 5.2.5 efecto de los péptidos bioactivos en el sistema endocrino ......................................... 18

5.3 ABSORCIÓN DE PÉPTIDOS A TRAVÉS DEL EPITELIO INTESTINAL .................................................. 19 5.4 RELACIÓN DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS CON LOS ALIMENTOS FUNCIONALES ........................... 20 5.5 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DE PROTEÍNAS LÁCTEAS ................................................ 21

5.5.1 inmunoglobulinas ......................................................................................................... 21 5.5.2 transferrinas ................................................................................................................. 22

5.6 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DE SUERO LÁCTEO ........................................................ 23 5.6.1 efecto biológico de las proteínas del suero ................................................................. 24

5.7 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DE QUESOS .................................................................. 26 5.8 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DEL HUEVO ................................................................... 27 5.9 LA LISADOTERAPIA ................................................................................................................. 29

6. MODELOS MATEMÁTICOS ..................................................................................................... 32

6.1 CÁLCULO DEL ÍNDICE PROBIÓTICO (IP) EN QUESOS .................................................................. 32 6.2 MEDIDA DEL EFECTO PROBIÓTICO (MPE) EN QUESOS .............................................................. 33

7. OBTENCIÓN DE PÉPTIDOS BIOACTIVOS ............................................................................. 34



7.1 ESPECTROMETRÍA DE MASAS.................................................................................................. 35 7.2 SÍNTESIS DE PÉPTIDOS EN SOLUCIÓN ...................................................................................... 36 7.3 SÍNTESIS DE PÉPTIDOS A GRAN ESCALA ................................................................................... 36

8. CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 38

9. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 39

9.1 LIBROS .................................................................................................................................. 39 9.2 VÍNCULOS WEB ...................................................................................................................... 39

TABLA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1 activación de péptidos bioactivos ........................................................ 9 Ilustración 2 clasificación de los péptidos bioactivos ............................................. 11 Ilustración 3 Angiotensina II .................................................................................. 12 Ilustración 4 Angiotensina I ................................................................................... 12 Ilustración 5 oxitocina ............................................................................................ 18 Ilustración 6 vasopresina ....................................................................................... 19 Ilustración 7 estructura del glutatión ...................................................................... 25 Ilustración 8 absorción de peptidos bioactivos en lisadoterapia ............................ 30 Ilustración 9 péptidos bioactivos en la replicación del ADN .................................. 31 Ilustración 10 identificación de péptidos mediante espectrometría de masas ....... 35

TABLA DE CUADROS Tabla 1 peptidos bioactivos y sus efectos beneficiosos para el organismo ........... 10 Tabla 2 secuencia de péptidos opioides en la estructura primaria de caseínas .... 15 Tabla 3 péptidos bioactivos procedentes de proteínas lácteas ............................. 22

TABLA DE ECUACIONES Ecuación 1 asimilación del sustrato ...................................................................... 32 Ecuación 2 cambios en la población bacteriana .................................................... 32 Ecuación 3 PI modificado ...................................................................................... 32 Ecuación 4 producción de SCFA ........................................................................... 32 Ecuación 5 proporción, producción ac. láctico vs total scfa .................................. 33 Ecuación 6 MPE .................................................................................................... 33



1. RESUMEN

A continuación se hace una incursión en el tema de los péptidos bioactivos

descritos hasta el momento tanto en proteínas de leche, como sus derivados y

productos como el huevo. Los péptidos bioactivos son pequeñas secuencias

aminoacídicas inactivas dentro de la proteína, pero que pueden ser liberados tras

la hidrólisis de estas proteínas y ejercer diversas funciones. Estos péptidos

bioactivos procedentes de proteínas presentan una actividad moduladora de

numerosos procesos metabólicos del organismo y son de gran importancia tanto

en la ciencia de la salud como en la de los alimentos. A futuro, se espera que los

péptidos bioactivos cobren gran actividad en la alimentación humana

aprovechando así sus funciones benéficas en el organismo de quien los consuma.

Palabras claves: péptidos bioactivos, proteínas, leche, alimentos funcionales.

2. INTRODUCCIÓN

Las proteínas representan uno de los componentes principales de los alimentos,

tanto desde un punto de vista funcional como nutricional. Por una parte,

determinan las propiedades físicas y organolépticas de muchos alimentos. Así la

consistencia y textura de la carne, leche, queso o pan, dependen en gran medida

de la naturaleza de las proteínas que los constituyen. Pero también, en alimentos

elaborados con una presencia menor de proteínas pueden jugar un papel muy

importante, influyendo en características funcionales, como la absorción de agua o

aceite o la formación de emulsiones, geles y espumas. Además, las proteínas

también constituyen un aporte nutricional importante, representando una fuente de

energía, nitrógeno y aminoácidos esenciales. Como consecuencia de la digestión



de las proteínas, además de aminoácidos libres, se liberan péptidos, que son

cadenas con distintos números de aminoácidos. A los fragmentos específicos de

las proteínas que tienen una actividad biológica la literatura científica los reconoce

como péptidos bioactivos.

3. REVISIÓN HISTÓRICA

3.1 1979

Se descubre la actividad de péptidos, por primera vez por Brantl, Teschemachers,

Blasig, Henschen, Nottespeich (1979-1981) a partir de hidrolizados parciales de

caseína, por lo que se introduce un nuevo punto de vista en la discusión sobre la

valoración de la calidad nutritiva de las proteínas. Con ello se demostró que en la

estructura primaria de las proteínas nutritivas puede haber secuencias

“escondidas” de aminoácidos, que tengan su propia actividad biológica tras su

liberación proteolítica.

3.2 1986

Investigaciones con péptidos derivados de hidrolizados de proteínas llevadas a

cabo por Meisel con muestras de quimo procedentes del yeyuno (de cerdo enano

de Gottingen) demuestran que, durante el paso por el estómago e intestino de las

proteínas nutritivas también se liberan in vivo péptidos que pueden ser

considerados como reguladores exógenos potenciales, y que, según sea su

actividad biológica, pueden influir en la motilidad estomacal e intestinal, en la

absorción de nutrientes y en procesos de secreción de enterohormonas y con ello

pueden influir directamente en el metabolismo. A partir de proteínas nutritivas que,

en función de su composición en aminoácidos y de su digestibilidad puedan

considerarse equivalentes, podrían también, debido a diferencias en su estructura

primaria, liberarse durante la proteólisis diferentes péptidos bioactivos, que



conferirían a una proteína nutritiva ventajas nutritivo-fisiológicas frente a otras

proteínas.

3.3 EN LA ACTUALIDAD

En la actualidad estas sustancias, péptidos bioactivos, están en el candelero de

los laboratorios de investigación de la industria farmacéutica y alimentaria. Existe

una gran atracción por determinados fragmentos específicos de las proteínas de la

dieta que tienen además de su valor nutricional, una actividad biológica, que

regula diferentes procesos fisiológicos, además de su valor nutricional. La ciencia

evidencia que estos péptidos bioactivos pueden atravesar el epitelio intestinal y

llegar a tejidos periféricos vía circulación sistémica, pudiendo ejercer funciones

específicas a nivel local, tracto gastrointestinal, y a nivel sistémico.

4. ANTECEDENTES

Toda fuente de proteína alimentaria es susceptible de aportar péptidos

funcionales, de forma que aparte de la leche humana y de vaca, que son los más

estudiados, se han aislado péptidos a partir de hidrolizados enzimáticos de

proteínas muy diversas: sardina, maíz, soja, gelatina, etc.

Las caseínas son el principal grupo de proteínas lácteas que se sintetizan en la

glándula mamaria. La mayoría de los péptidos con actividad biológica se han

obtenido, aislado y caracterizado a partir de caseínas sometidas a proteólisis o se

han identificado como secuencias potencialmente bioactivas en la estructura

primaria de caseínas y se han sintetizado. El primer péptido con actividad

biológica que se obtuvo y caracterizó estructuralmente, derivado de la proteína

nutritiva β-caseína bovina mediante degradación enzimática in vitro fue el

heptapéptido, el cual pertenece a un grupo de péptidos que están contenidos en la

estructura primaria de la β-caseína, que son liberados por proteólisis enzimática.



Hoy en día, existen diferentes fórmulas nutricionales que contienen péptidos, pero el tipo y cantidad de los mismos varía de unas a otras dependiendo de la fuente proteica utilizada (caseína, lactoalbúmina, soja, carne) y del grado y tipo de hidrólisis enzimática empleada. Prueba de la importancia de estos péptidos son los distintos efectos fisiológicos obtenidos variando la fuente proteica. Así se han obtenido mejores respuestas inmunológicas en ratones alimentados con hidrolizados de lactoalbúmina que de caseína, mejor respuesta inmune con caseína que con proteína de legumbres, menor presión arterial en individuos alimentados con proteína vegetal respecto animal.

5. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

5.1 PÉPTIDOS BIOACTIVOS

Los péptidos bioactivos son secuencias de aminoácidos de pequeño tamaño,

entre dos y quince residuos, inactivas dentro de la proteína intacta pero que

pueden ser liberados bien durante la digestión del alimento en el organismo del

individuo o por un procesado previo del mismo, como por ejemplo mediante

hidrólisis enzimática, ejerciendo diversos efectos beneficiosos para la salud. Así

pues, las características nutricionales de una proteína determinada no se limitan

sólo al aporte de nitrógeno y energía que contiene, así como a los contenidos en

aminoácidos esenciales, sino también a la actividad de péptidos bioactivos que

pueden ser liberados de estas proteínas.

El siguiente esquema ilustra la hidrólisis de una proteína y la activación de los

péptidos bioactivos.



Son numerosos los péptidos bioactivos descritos hasta la fecha. Aunque se han

encontrado en proteínas animales y vegetales las de la leche son las mejor

estudiadas. Las funciones descritas para estos péptidos también son diversas. La

Tabla 1 muestra algunos de los efectos beneficiosos observados.

5.2 CLASIFICACIÓN DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS

Los péptidos bioactivos pueden clasificarse de acuerdo con su actividad en el

cuerpo humano por lo que encontramos péptidos con actividad en el sistema

cardiovascular, en el sistema nervioso, en el sistema digestivo y en el sistema

inmune.

Proteína en

forma inactiva o

menos activa

HIDRÓLISIS Péptido bioactivo

ILUSTRACIÓN 1 ACTIVACIÓN DE PÉPTIDOS BIOACTIVOS



TABLA 1 PEPTIDOS BIOACTIVOS Y SUS EFECTOS BENEFICIOSOS PARA EL ORGANISMO

PEPTIDOS EFECTO BENEFICIOSO

Inmunomoduladores Estimula la respuesta inmune

Inhibidores del enzima

convertidor de

angiotensina

Reduce el riesgo de padecer enfermedades

cardiovasculares

Antioxidantes

Previenen enfermedades degenerativas y

envejecimiento

Reguladores del transito

intestinal Mejoran la digestión y absorción

Reguladores de la

proliferación celular Reducen la proliferación de tumores cancerígenos

Antimicrobianos Reducen el riesgo de infección

Quelantes Mejoran la absorción de minerales y metales

Hipocolesterolémicos

Reducen el riesgo de padecer enfermedades

cardiovasculares

Anticoagulantes Reducen los riesgos de padecer trombos



ILUSTRACIÓN 2 CLASIFICACIÓN DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS

5.2.1 EFECTO DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS EN EL SISTEMA

CARDIOVASCULAR

Se ha demostrado que los péptidos llevan a cabo su actividad biológica en el

sistema cardiovascular, principalmente con efectos antitrombóticos y

antihipertensivos.



5.2.1.1 Péptidos antitrombóticos

Los péptidos antitrombóticos o casoplatelinas son derivados del extremo C-

terminal de la κ-caseína bovina. Presentan actividad inhibidora de la agregación

de plaquetas así como de la unión de la cadena γ del fibrinógeno humano a

receptores específicos de la plaqueta. Los principales péptidos antitrombóticos de

la κ-caseína son los correspondientes a la secuencia aminoacídica Met-Ala-lle-

Pro-Lys-Lys-Asn-Glu-Asp-Lys, correspondiente a los aminoácidos 106 a 116.

También tienen actividad los fragmentos menores 106-112, 112-116 y 113-116.

5.2.1.2 Péptidos antihipertensivos

La función más conocida y extendida de los péptidos antihipertensivos es la de inhibir la enzima convertidora de angiotensina (ECA). Esta enzima es un Zn-metalopeptidasa que se expresa como una ectoenzima unida a la membrana en células endoteliales, fundamentalmente del sistema vascular. ECA es una enzima multifuncional que esta localizada en diferentes tejidos (plasma, pulmón, riñón, corazón, músculo esquelético, páncreas, cerebro). Esta enzima, por un lado, puede incrementar la presión sanguínea al convertir angiotensina I (decapéptido) en un potente vasoconstrictor, angiotensina II (octapéptido); por otro, también inhibe el nonapéptido bradiquinina que es un potente vasodilatador.

Los péptidos inhibidores de ECA son de pequeño tamaño, muchos di y tripéptido, que son absorbidos fácil y rápidamente en el estómago e intestino. Pueden entrar en el sistema circulatorio e inhibir esta peptidasa, lo cual genera una baja en la presión arterial. En este sentido, ya que la hipertensión está relacionada directamente con las enfermedades coronarias estos péptidos van a reducir los riesgos de generación de este tipo de enfermedades. Así, se han realizado ensayos de inhibición “in vitro” de la ECA, y también “in vivo”, donde se ha observado que ratas hipertensas ven reducida su presión arterial tras la ingesta de

Asp-Arg-Val-Try-Val-His-Pro-Phe-His-Leu

ILUSTRACIÓN 4 ANGIOTENSINA I

Asp-Arg-Val-Try-Val-His-Pro-Phe

ILUSTRACIÓN 3 ANGIOTENSINA II



péptidos inhibidores de ECA, demostrándose de esta forma el carácter beneficioso de su ingesta.

Péptidos inhibidores de ECA fueron aislados por primera vez en 1979 de un hidrolizado de gelatina obtenido con dlagenasa. Desde entonces han sido encontrados en proteínas de pescado y levaduras, así como en las proteínas del maíz.

Varios péptidos inhibidores de ECA han sido identificados en la digestión proteolítica de proteínas de la leche. Los inhibidores de ECA derivados de caseínas o casoquinina han sido identificados dentro de las secuencias de β-caseína y κ-caseína. Ellos también han sido derivados por digestión tríptica de α-caseína y β-caseína de bovino. Inhibidores de ECA también han sido obtenidos de leche fermentada, la cual es obtenida por la fermentación de leche descremada con Lactobacillus helveticus y Sacharomyces cerevisiae. Los péptidos que muestran actividad antihipertensiva están formados por Val-Pro-Pro y Ile-Pro-Pro, estas secuencias de aminoácidos se encuentran en la estructura primaria de de β-caseína y κ-caseína de bovinos, respectivamente.

Aunque la relación actividad-estructura de los péptidos inhibidores de ECA aun no ha sido establecida, estos péptidos muestran algunas características comunes. La ECA parece tener preferencia por sustratos o inhibidores competitivos con residuos hidrofóbicos (aromáticos o cadenas ramificada) en cada una de las tres posiciones C-terminal. Muchos de los péptidos inhibidores contienen prolina en la posición C-terminal. Las casoquininas también contienen lisina o arginina en el residuo C-terminal. La información sobre actividad-estructura sugiere que la carga positiva del grupo guanidino o del grupo e-amino de la posición C-terminal de arginina o lisina, respectivamente, contribuyen al potencial inhibitorio.

5.2.2 EFECTO DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS EN EL SISTEMA NERVIOSO

Es una creencia común que beber un vaso de leche antes de acostarse, es

benéfico para dormir bien y que los bebés sienten alivio después de alimentarse

con leche de pecho. Recientes estudios han proporcionado evidencia de que los

péptidos existentes en los productos lácteos juegan un papel importante en el



sistema nervioso; estos péptidos son conocidos como péptidos opioides y pueden

tener actividad agonista o antagonista.

5.2.2.1 Péptidos con actividad opioide

Los péptidos opioides típicos son conocidos como endógenos y son derivados de

encefalinas, endorfinas y dinorfinas. Estos actúan como receptores ligandos de

opioides. Los efectos fisiológicos de estos péptidos dependen del tipo de receptor:

los receptores µ están vinculados al control de la motilidad intestinal y

comportamiento emocional, los receptores δ , al control del comportamiento

emocional y los receptores k están relacionados con analgesia y saciedad.

Estos son péptidos pequeños, entre cinco y diez aminoácidos de longitud. Los

más abundantes son las β-caseomorfinas denominadas así por derivar de la

hidrólisis de la β-caseína y por parecido efecto fisiológico al de la morfina. Otros

péptidos bioactivos aislado, aunque con menor actividad opioide, son las exorfinas

generadas a partir de la hidrólisis de la α-caseína, las α-lactorfinas derivadas de la

α-lactoalbúmina y las β-lactorfinas provenientes de la hidrólisis de la β-

lactoglobulina.

La característica común en la secuencia aminoacídica de todos esto péptidos es la

presencia de un residuo de Tirosina en el extremo N-terminal, así como la

presencia de otro residuo aromático en la tercera o cuarta posición del péptido.

Se ha observado en ratas y perros que las caseomorfinas afectan la función

gastrointestinal inhibiendo la tasa de vaciado gástrico y la motilidad intestinal y por

lo tanto relentizando el paso del alimento a través del tracto intestinal. También se

ha descrito la presencia en el organismo de mujeres lactantes de β-caseomorfinas

generadas a partir de β-caseína de la propia glándula mamaria y se ha sugerido

que pueden producir cambios neurológicos en dichas mujeres.

Otra función propuesta para estos péptidos es la de ejercer una acción

antidiarreica o modular el transporte intestinal de aminoácidos.



5.2.2.2 Péptidos con actividad opioide antagonista

Se ha descrito también la existencia de péptidos derivados de la hidrólisis de la

leche capaces de antagonizar la actividad de los péptidos opioides descritos

anteriormente. Los principales péptidos con actividad opioide antagonista son las

casoxinas, derivadas de la proteólisis de la κ-caseína y las lactoferroxinas

generadas a partir de la hidrólisis del lactoferrín.

TABLA 2 SECUENCIA DE PÉPTIDOS OPIOIDES EN LA ESTRUCTURA PRIMARIA DE CASEÍNAS

Tipo de caseína Secuencia peptídica Segmentos de aminoácidos

Péptidos agonistas

αs1 (bovina) 90-95

90-96

91-95

RYLGYL

RYLGYLE

YLGYL

β (humana) 41-44 YPSFQ

γ-(caseína) 114-121 YPVEPFTE

Péptidos antagonistas

κ-(bovina)

35-41

58-61

25-34

158-164

YPSYGLN

YPYY

YIPIQYVLSR

EINTVQV


DIGESTIVO

5.2.3.1 Caseinofosfopéptidos

También conocidos como péptidos transportadores de iones, son fosfopéptidos

que pueden formar sales solubles organofosforadas y funcionar como

transportadores de diferentes minerales, especialmente calcio y también hierro. Se



ha sugerido que estos péptidos pueden tener efecto anticariogénico al inhibir la

formación de caries a través de la recalcificación de los dientes.

La caseína contiene fosfato que está unido covalentemente vía uniones monoester

a los residuos de serina, el grado de fosforilación depende de la caseína particular.

Se han identificado varios fosfopéptidos derivados de la caseína que contienen la

secuencia –Ser (P)-Ser(P)-Ser(P)-Glu-Glu. Estos caseinofosfopéptidos son

liberados por proteólisis. Los caseinofosfopéptidos juegan un papel preponderante

en la absorción de calcio en el intestino delgado

Estos péptidos están relacionados con la secreción de la hormona colecistoquinina

reguladora de la secreción pancreática y reguladora del vaciamiento gástrico.

5.2.3.2 Glicomacropéptidos

El denominado glicomacropéptido (GMP) ha sido objeto de numerosos estudios.

Resultado de la inicial digestión de la κ-caseína con obtención de la κ-paracaseína

y el GMP que comprende los aminoácidos 106-169 de la κ-caseína. Se forma

durante el proceso enzimático del queso. Por ser una macromolécula no puede

absorberse como tal por lo que debe ser transformada en péptidos más pequeños

Se le atribuyen numerosas funciones biológicas como ser factor estimulador de

bifidobacterias, al contener oligosacáridos; fuente de ácido siálico importante para

el desarrollo cerebral del lactante; actividad antiviral, debido a los residuos de

ácido siálico; modulador de las secreciones gástricas y puede ser objeto de

nuevas digestiones dando lugar a péptidos bioactivos con actividad antitrombótica.

Recientes estudios apuntan a que este péptido puede ser útil en dietas para el

tratamiento de enfermedades del hígado ya que sus aminoácidos son utilizados

como ricas fuentes de carbono. También permiten la absorción de calcio, hierro y

zinc.



5.2.4 EFECTO DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS EN EL SISTEMA INMUNE

Se han descubierto determinados péptidos que ejercen un efecto protector sobre

el organismo ya sea potenciando el sistema inmune o mostrando un efecto

antimicrobiano.

5.2.4.1 Inmunomoduladores

Los péptidos inmunomoduladores presentes en la leche afectan al sistema inmune

y a la respuesta de proliferación de células. Los péptidos inmunoregulatorios

obtenidos de β-caseína y αs1-caseína aumentan la fagocitosis y modulan la

proliferación y diferenciación de linfocitos. Su péptido N-terminal también modula

la blastogénesis o diferenciación de linfocitos. Las hormonas, factores de

crecimiento y citocinas encontrados en la leche también son importantes en la

inmunoregulación y desarrollo inmune.

5.2.4.2 Antimicrobianos

Como un complemento al sistema de defensa contra enfermedades e infecciones bacterianas y vírales, un grupo de proteínas y péptidos se encuentran en la leche y secreciones mamarias. Estas incluyen lactoperoxidasa, lisozima, lactoferrina y lactoferricina. Su acción antimicrobial puede ser obtenida tanto en la glándula mamaria como en el tracto gastrointestinal de los lactantes.

La lactoferricina es un péptido catiónico de bajo peso molecular, compuesto por 25 residuos de aminoácidos. Ocho de los 25 residuos de aminoácidos en este péptido son básicos y esta característica probablemente sea importante en determinar sus propiedades bactericidas potentes. Las propiedades bactericidas perecen estar correlacionadas con la carga positiva neta del péptido, la cual puede matar microorganismos susceptibles ya que incrementa la permeabilidad de la membrana celular ocasionando su ruptura.

La lactoferrina exhibe actividad bacteriostática y bactericida frente a un gran rango de microorganismos, es una glicoproteína unida a hierro, es bacteriostático debido a su alta afinidad por Fe3+ y bactericida debido a secuencia cercana a N-terminal de lactoferrina humana o de bovino, en una región distinta de los sitios de unión de



hierro, llamada lactoferricina. Este péptido es obtenido de la degradación de Lactoferrina de bovino con pepsina y presenta propiedades bactericidas más potentes que Lactoferrina.

Algunos péptidos que presentan actividad antimicrobiana, también han sido aislados de αs1-caseína y de αs2-caseína. La cesecidina, se obtiene por la digestión de caseína con quimosina. Este péptido presenta actividad in vitro contra Staphylococcus, Sarcina, Bacillus subtilis, Diplococcus pneumoniae, y Streptococcus pyogenes. La casocidina-I, es un péptido derivado de αs2-caseína que presenta efectos antibacterianos, inhibiendo el crecimiento de Escherichia coli y Staphylococcus carnosus. La isracidina es un segmento de αs1-caseína con actividad antibacterial contra Staphylococcus aureus y Candida albicans. La leche también contiene péptidos que exhiben propiedades antifúngicas.


ENDOCRINO

5.2.5.1 Actividad hormonal

En el lóbulo posterior de la hipófisis se produce un cierto número de péptidos con

función hormonal. Se destacan: la oxitocina, nonapéptido cíclico que estimula la

contracción del músculo liso del útero durante el parto y la glándula mamaria en la

lactancia y la vasopresina, otro nonapéptido cíclico que estimula la reabsorción

renal del agua y aumenta la presión arterial (acción hipertensora). Estos péptidos

tienen las siguientes estructuras:

H3N+--Cy—s—s—Cy—Pro—Leu—GlyNH2

Try Asn

Gln lle

ILUSTRACIÓN 5 OXITOCINA



5.3 ABSORCIÓN DE PÉPTIDOS A TRAVÉS DEL EPITELIO

INTESTINAL

La mayor parte de la proteína es absorbida en forma de péptidos y no como

aminoácidos libres. Además de la acción de las enzimas proteolíticas, los péptidos

sufren una digestión adicional mediante las peptidasas del borde en cepillo y

citoplasmáticas. La mayoría de los péptidos de más de tres aminoácidos son

hidrolizados extracelularmente por las enzimas del borde en cepillo. Mientras que

los dipéptidos y tripéptidos pueden ser absorbidos intactos. Dipeptidasas y

tripeptidasas pueden posteriormente hidrolizar estos péptidos a aminoácidos, pero

parece probado que algunos de estos pueden escapar al ataque enzimático y

alcanzar intactos la circulación sanguínea.

Estudios en humanos demuestran el paso a través del epitelio intestinal de

péptidos de diferentes tamaños que tienen la característica de tener bloqueado los

terminales amino. Ejemplo de esto es la hormona luteinizante (LHR). La LHR es

un decapéptido con los terminales bloqueados (piroglutamato en el extremo N-

terminal y glicina en el C-terminal) lo que le confiere resistencia al ataque de las

peptidasas. La LHR bloqueada también estimula la liberación de la hormona

luteinizante tras administración oral (diez microgramos de LHR oral incrementan

los niveles plasmáticos de hormona en un 451%).

Otro ejemplo lo constituye la hormona liberadora de tirotropina (THR), un tripéptido

con un piroglutamato en el extremo N-terminal. La THR es secretado como

H3N+--Cy—s—s—Cy—Pro—Arg—GlyNH2

Try Asn

Gln Phe

ILUSTRACIÓN 6 VASOPRESINA



tripéptido y metabolizado a dipéptido activo. Se absorbe a través del tracto

gastrointestinal y estimula la liberación de la hormona estimulante del tiroides.

También se le atribuyen actividad hipertensiva y neuromoduladora.

5.4 RELACIÓN DE LOS PÉPTIDOS BIOACTIVOS CON LOS

ALIMENTOS FUNCIONALES

En la actualidad no hay una definición precisa y universalmente aceptada de

alimento funcional. Sin embargo, de manera general se podría decir que, es un

alimento que demuestra mejorar una o más funciones beneficiosas en el

organismo, tales como, mejorar el estado de salud y reducir el riego de

enfermedad, además del valor nutritivo propio de los mismos.

Estos alimentos se desarrollan a partir de microorganismos probióticos, sustancias

prebiótica, simbióticos e ingredientes con funcionalidad biológica. Entre estos

últimos, encontramos los de naturaleza protéica, es decir los péptidos bioactivos.

Como ejemplo, podemos citar el producto lácteo comercializado en Japón por

Calpis (Calpis Co. Ltd.,Japan), que se preparaba por fermentación de leche

desnatada con Lactobacillus helveticus y Saccharomyces cerevisiae. Nakamura y

cols., en 1995, comprobaron que la leche Calpis mostraba efecto antihipertensivo

en ratas espontáneamente hipertensas, después de su administración oral aguda

a estos animales. Además, esto péptidos pueden ser efectivos contra la

colonización de Helicobacter pilory.



5.5 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DE PROTEÍNAS

LÁCTEAS

Las proteínas de la leche tienen importancia en la salud ya que pueden propiciar

numerosas respuestas fisiológicas en el organismo. La leche contiene elementos

nutritivos, da protección inmunológica y suministra sustancias biológicas activas

tanto a neonatos como a adultos. La bioactividad de la leche es atribuida a las

proteínas y péptidos secretados por las glándulas mamarias, la cual está latente,

ausente o incompleta en la proteína nativa.

Las proteínas de la leche también contienen varias secuencias de péptidos

bioactivos los cuales están codificados dentro de la estructura primaria. Las

proteínas intactas de la leche presentan gran variedad de actividades biológicas;

las inmunoglobulinas tienen un efecto inmunoprotector, la lactoferrina despliegan

actividad antibacterial, mientras que las bajas concentraciones de factores de

crecimiento y hormonas, presentes principalmente en calostro, podrían jugar un

papel significativo en el desarrollo postnatal.

5.5.1 INMUNOGLOBULINAS

La leche contiene inmunoglobulinas (IgG1, IgG2, IgA e IgM) que resisten a la digestión gástrica y ejercen un papel protector en el intestino. De hecho, son capaces de prevenir la adherencia de bacterias patógenas a células epiteliales, de aglutinar bacterias, de neutralizar toxinas y de inactivar virus. Entre estas inmunoglobulinas la IgA, presente en la leche y el calostro, es especialmente importante en neonatos, ya que proporciona una inmunidad pasiva hasta que su barrera intestinal llega a ser funcionalmente madura. Por otra parte, se ha demostrado que la IgM es más eficiente que otras inmunoglobulinas en la neutralización de virus o en la aglutinación de bacterias, y que defiende frente a patógenos Gram-negativos como Escherichia coli y Salmonella.



TABLA 3 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DE PROTEÍNAS LÁCTEAS

PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROTEÍNA LÁCTEA BIOACTIVIDAD

Caseomorfina α-, β-caseína Agonista de opiáceos

α-lactorfina α-lactoalbúmina Agonista de opiáceos

β-lactorfina β-lactoglobulina Agonista de opiáceos

Serofina Seroalbúmina Agonista de opiáceos

Lactoferroxina Lactoferrina Antagonista de opiáceos

Casoxina κ-caseína Antagonista de opiáceos

Casoquinina α-, β-caseína Antihipertensivo

Lactoquinina α-lactoalbúmina

β-lactoglobulina Antihipertensivo

Casoplatelina κ-caseína, transferina Antitrombótico

Inmunopéptidos α-, β-caseína Inmunomoduladores

Fosfopéptidos α-, β-caseína Fijadores de minerales

5.5.2 TRANSFERRINAS

La lactoferrina o lactotransferrina es una proteína de la familia de las transferrinas que se encuentra presente en la leche. Este tipo de proteínas se encuentra en varios fluidos biológicos y posee la capacidad de unirse a hierro de forma reversible.

Esta transferrina posee actividad antibacteriana frente a gran variedad de microorganismos, que puede ser ejercida al menos mediante tres mecanismos distintos: 1) secuestrando el hierro e impidiendo su utilización por las bacterias; 2) produciendo alteraciones en la pared, y 3) mediante la estimulación de la fagocitosis por macrófagos y monocitos. También se ha descrito que la lactoferrina es capaz de degradar e inactivar proteínas de bacterias enteropatogénicas, necesarias para la colonización.

La actividad antibacteriana de la lactoferrina bovina ha sido estudiada en varios estudios realizado con individuos infectados por Helicobacter pylori. En general



estos estudios han demostrado que la administración de antibióticos en conjunción con lactoferrina es más efectiva que la administración únicamente de antibióticos.

En cuanto a su actividad antiviral, la lactoferrina inhibe la replicación de virus como el de la inmunodeficiencia humana (HIV), el virus de la leucemia de células T tipo I, el citomegalovirus, el virus de la hepatitis C o el herpes simplex tipo I. De hecho, varios estudios clínicos en enfermos de hepatitis C han demostrado que la administración de lactoferrina disminuye el RNA sérico del virus y los niveles de alanin-transaminasa.

Estudios en modelos animales y celulares sugieren que la lactoferrina posee actividad inmunomoduladora. Estos estudios indican que podría actuar mediante dos mecanismos de acción, el primero de los cuales implicaría la inhibición de la producción de varias citoquinas como el TNF-α o la interleuquina (IL) 1β. La existencia de receptores de lactoferrina en monocitos, linfocitos, macrófagos, neutrófilos y células epiteliales sugiere que la lactoferrina podría tener un efecto directo en la regulación de la producción de citoquinas mediante la regulación de vías de señalización mediadas por estos receptores. En concordancia con su actividad inmunomoduladora, se ha descrito que la lactoferrina es capaz de inhibir las respuestas inflamatorias locales en la inflamación cutánea en humanos, así como en modelos animales de inflamación cutánea mediada por alergenos y de inflamación intestinal.

Actualmente existen vacas transgénicas que expresan el gen de la lactoferrina humana y producen por tanto lactoferrina humana en la leche.

5.6 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DE SUERO

LÁCTEO

El suero representa una rica y variada mezcla de proteínas secretadas y que

poseen amplio rango de propiedades químicas, físicas y funcionales.

Concretamente, las proteínas del suero suponen alrededor del 20% de las

proteínas de la leche de vaca. Estas proteínas no sólo juegan un importante papel

nutritivo como una rica y balanceada fuente de aminoácidos, sino que además, en

muchos casos, parecen ejercer determinados efectos biológicos y fisiológicos, in



vivo. Entre estas proteínas se incluyen α-lactoalbúmina, β-lactoglobulina,

lactoferrina, lactoperoxidasa, inmunoglobulinas, glicomacropéptidos y una gran

variedad de factores de crecimiento. Como se ha comentado, estas proteínas

están implicadas en un gran número de efectos biológicos observados en estudios

en animales y humanos. Pero más aún, estas mismas proteínas, una vez

parcialmente hidrolizadas, sirven de fuente de numerosos péptidos que poseen

actividades biológicas y fisiológicas.

En los últimos años, se están llevando a cabo numerosas investigaciones, tanto

por el sector público como privado, con dos objetivos claros: en primer lugar,

evaluar de forma científica los posibles efectos fisiológicos de estas proteínas en

ensayos clínicos, y en segundo lugar, desarrollo de productos alimenticios o no,

donde las proteínas del suero y fracciones de la misma formen parte de la

composición, actuando como ingredientes promotores de la salud.

5.6.1 EFECTO BIOLÓGICO DE LAS PROTEÍNAS DEL SUERO

Las principales actividades descritas de las proteínas del suero son, por un lado,

su actividad anticancerosa y, más concretamente, su papel protectivo frente al

cáncer de colon, y por otro, su papel como estimulador de la respuesta inmune.

5.6.1.1 Actividad anticancerosa

Numerosos estudios en animales muestran el efecto anticarcinogénico de las

proteínas totales del suero, en ratones alimentados con pienso normal o

adicionado de 20g/100g de proteínas del suero o caseína, encuentran a las 28

semanas, una menor incidencia y área de tumores en los ratones alimentados con

proteínas del suero, seguido de los alimentados con caseína, y por último, los

alimentados con pienso normal. Al final del experimento, todos los ratones

alimentados con suero estaban vivos, mientras que el 33% de los alimentados con

las otras dos dietas habían muerto. Más recientemente, establecían que las



proteínas lácteas tenían capacidad protectora contra el desarrollo de tumores de

colon en modelo de ratas con tumores inducidos por dimetilhidrazina. Más aún, las

proteínas del suero fueron particularmente efectivas en la reducción de la

incidencia y tamaño de los tumores respecto de proteínas cárnicas y de soja.

Estudios en cultivos celulares muestran que las proteínas del suero y fracciones

de la misma, inhiben selectivamente el desarrollo de las células cancerosas. En

cultivos de células de cáncer de mama y línea celular de cáncer de próstata, la

adición de proteínas del suero disminuye el desarrollo de las células.

5.6.1.2 Actividad como estimulador de la respuesta inmune

Las proteínas del suero parecen potenciar la respuesta inmune, tanto humoral

como celular. La posible acción inmunomoduladora parece estar relacionada

también por el aumento de la concentración de glutatión mediada por las proteínas

del suero. La presencia en la fracción de albúmina de restos no desnaturalizados

de glutamilcisteína parece ser la causa de la misma. El glutatión es necesaria para

la actividad y proliferación linfocitaria, particularmente células T, e

inmunocompetencia.

CH2

CH2

H3N—C--H

COO-

C

O

H H H O

---N—C—C—N--COO-

CH2

SH

H

ILUSTRACIÓN 7 ESTRUCTURA DEL GLUTATIÓN



5.7 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DE QUESOS

La proteólisis es uno de los fenómenos más importantes que contribuyen al sabor y textura de los diferentes tipos de quesos. Los agentes proteolíticos pueden provenir de diferentes fuentes como: coagulantes de la leche, proteinasas nativas de la leche como plasmina y catepsina D, BAL (bacterias ácido láctica) iniciadoras y no-iniciadoras y sus enzimas; e iniciadores secundarios, por ejemplo, bacterias ácido propionicas, levaduras, mohos, y sus enzimas.

Los caseinofosfopéptidos CPPs se pueden formar durante la maduración del queso debido a las proteasas. Laffineur y col. mostraron que las BAL son capaces de liberar péptidos de β-caseína con actividad inmunomoduladora. Un estudio realizado por Pihlanto-Leppälä y colaboradores mostró que los cultivos iniciadores de bacterias ácido lácticas fueron capaces de producir péptidos con actividad inhibitoria de ECA solo después de la digestión de la α-lactoalbúmina y la β-lactoglobulina, con pepsina y tripsina.

En un estudio similar, se detectaron péptidos obtenidos de leche fermentada con Kluyveromyces marxianus var. marxianus, conteniendo la secuencia de β-lactorfina. Recientemente, diferentes tipos de quesos como el Gouda, han sido utilizados como fuente de péptidos con actividad antihipertensiva. Similarmente, algunos péptidos antihipertensivos como las β-caseomorfinas, fueron aislados de quesos enzimáticamente modificados.

Como se ha mencionado con anterioridad, la hidrólisis de las proteínas de la leche con proteinasas de BAL produce péptidos bioactivos. El efecto sobre las características sensoriales y químicas que causa el inocular la leche con cultivos iniciadores ha sido ensayado en diferentes tipos de quesos. Sin embargo, son pocos los datos disponibles acerca del papel que desempeñan los diferentes cultivos iniciadores sobre la producción de péptidos bioactivos. En el estudio realizado por Gómez-Ruiz y col se determinó que la actividad inhibitoria de ECA incrementó con la proteólisis hasta el octavo mes de maduración y empezó a disminuir a los doce meses de maduración del queso Manchego. En este estudio un total de 22 fragmentos de péptidos fueron identificados en nueve fracciones.

En un estudio realizado en queso Emmental se encontró que Catepsina D y proteinasas celulares podrían actuar competitivamente en la degradación de caseínas durante la maduración. Se señala que además de la acción de las proteinasas nativas de la leche, los lactobacilos termofílicos presentan un rol



significativo en la proteólisis del queso a través de la acción de sus proteinasas celulares. Estos microorganismos son considerados la especie bacteriana más activa durante la maduración, no solamente debido a su alta actividad proteolítica, sino también debido a su actividad autolítica. Este estudio, también informa que algunas regiones de las caseínas no fueron hidrolizadas, aún cuando eran sitios de ruptura potenciales de las diferentes proteinasas de los lactobacilos, lo que podría estar relacionado a: la modulación de la especificidad de las enzimas del queso por las condiciones fisicoquímicas (pH, actividad de agua, y contenido de minerales y sales) y a la accesibilidad de los sustratos, debido al rearreglo estructural durante la formación de la matriz caseica y condiciones ambientales en el queso.

En la sección de modelos matemáticos se estudia el índice probiótico (IP) basado en los cambios elaborados por las bacterias ácido lácticas. La medida del efecto probiótico (MPE) es una extensión del índice probiótico para incluir los cambios cuantitativo en los grupos bacterianos.

5.8 PÉPTIDOS BIOACTIVOS PROCEDENTES DEL HUEVO

Hasta este momento se han descrito muy pocos péptidos bioactivos procedentes

de proteínas de huevo. Los primeros fueron dos péptidos antihipertensivos que

tenían actividad directa en vasos. El primero fue un octapéptido antihipertensivo y

relajante vascular, aislado por Fujita y cols. (1995), que tenía la secuencia

aminoacídica Phe-Arg-Ala-Asp-His-Pro-Phe-Leu. Esta secuencia corresponde al

fragmento 358-365 de la ovoalbúmina, que es la proteína mayoritaria de la clara

de huevo. El péptido en cuestión, mostró actividad vasodilatadora parcialmente

dependiente de endotelio en arterias mesentéricas caninas, y se denominó

ovoquinina. Su efecto estaba, en parte, mediado por receptores B1, que estimulan

la liberación de prostaciclina. La ovoquinina mostró efectos antihipertensivos

cuando se administró a ratas espontáneamente hipertensas en dosis altas. El

efecto antihipertensivo de la ovoquinina se potenciaba cuando el péptido se



administraba oralmente a las ratas emulsionado en yema de huevo. Se postuló

que los fosfolípidos de la yema de huevo aumentaban la disponibilidad oral de la

ovoquinina, porque mejoraban su absorción intestinal, y porque protegían al

péptido de la digestión por las peptidasas intestinales.

El segundo péptido aislado de las proteínas del huevo, fue un hexapéptido con

actividad relajante vascular, que se caracterizó como el fragmento 2-7 de la

ovoquinina. Se denominó por eso ovoquinina (2-7). Su secuencia era la siguiente:

Arg-Ala-Asp-His-Phe-Leu. Esta secuencia se purificó a partir de un hidrolizado de

ovoalbúmina con quimiotripsina, y se vio que correspondía a los residuos 359-364

de esta proteína. El péptido causaba relajación endotelio dependiente en las

arterias mesentéricas de las ratas espontáneamente hipertensas. Esta relajación

estaba principalmente mediada por óxido nítrico. No producía, por el contrario,

relajación en las arterias de las ratas normotensas. La presión arterial de las ratas

espontáneamente hipertensas disminuía cuando se administraban por vía oral

dosis de ovoquinina (2-7) diez veces inferiores a las dosis eficaces de ovoquinina,

pero la presión de las ratas normotensas no se modificaba cuando se

administraban por esta vía las mismas dosis de dicho péptido. Se comprobó que la

administración intravenosa de ovoquinina (2-7), en las dosis mencionadas, no

causaba cambios significativos en la presión arterial de las ratas espontáneamente

hipertensas. La administración por esta vía de concentraciones muy elevadas del

péptido, sólo ocasionaba, paradójicamente, una leve disminución de esta variable.

Los estudios de reactividad vascular en arterias aisladas de ratas, realizados en

2004 por Scruggs y cols., han demostrado que la ovoquinina (2-7) produce sus

efectos por activación de receptores vasculares B2 de bradiquinina.

Se ha intentado mejorar la actividad oral de los péptidos antihipertensivos

derivados de proteínas de huevo mediante modificaciones estructurales. Se han

sintetizado, por ejemplo, algunos derivados de la ovoquinina (2-7), para mejorar su

actividad antihipertensiva por vía oral.



5.9 LA LISADOTERAPIA

Consiste en la utilización de hidrolizados proteicos con el objeto de “fortalecer el terreno”, es decir estimular al organismo de manera de que él mismo pueda defenderse de las agresiones de patógenos externos.

La presencia de péptidos pequeños con actividad biológica le da a los lisados sus características más apreciables: la capacidad de estimular la síntesis y replicación celular, actuando específicamente sobre determinados órganos.

Al ingerir por vía oral un lisado, los péptidos grandes y proteínas son atacados por

enzimas, entre ellas tripsina, quimotripsina, provenientes del páncreas, que los

degradan a péptidos de pequeño tamaño y aminoácidos libres. Cabe acotar que la

pepsina estomacal no los afecta, porque han sido obtenidos por hidrólisis con esa

misma enzima. Un porcentaje de péptidos pequeños, algunos de ellos

biológicamente activos, pueden ser absorbidos en el lumen intestinal, a través de

dos vías alternativas:

1. La vía transcelular, a través de la cual los péptidos son transportados mediante

células epiteliales y transferidos a la circulación sistémica. Esto puede ocurrir

como resultado de transporte activo, pasivo o invaginaciones de la membrana.

En el interior celular las endo y exopeptidasas degradan estos péptidos hasta

di o tripéptidos y aminoácidos libres. Los péptidos que más frecuentemente se

absorben son los hidrofóbicos y los de mayor peso molecular.

2. La vía paracelular comprende el transporte de sustancias a través de las

uniones estrechas y subsecuentemente del espacio intersticial. Se considera

que es una ruta que transporta fundamentalmente péptidos hidrofílicos, y está

restringida a péptidos hidrofílicos y de bajo peso molecular. Los péptidos

transportados a través de esta ruta no resultan afectados por enzimas.



Si bien en ambos casos, la posibilidad de absorción de péptidos bioactivos es

relativamente baja, la vía transcelular tiene mayor chance de ser responsable de la

absorción intestinal de péptidos bioactivos y su paso al torrente circulatorio. Para

incrementar la absorción de estos péptidos es importante su modo de

administración. La experiencia nos ha demostrado que los efectos de los

productos son óptimos cuando se ingieren con un poco de agua (no demasiada) y

entre 10 y 20 minutos antes del desayuno. De esta manera, la absorción intestinal

es superior que en otros momentos del día, lo que permite que los péptidos

suministrados sean absorbidos en mayor porcentaje.

Ruta paracelular: Aminoácidos y péptidos Ruta

transcelular

Peptidasas intracelulares

ILUSTRACIÓN 8 ABSORCIÓN DE PEPTIDOS BIOACTIVOS EN LISADOTERAPIA



Luego de la absorción de estos péptidos (llamados también factores de

crecimiento), se distribuyen en los vasos sanguíneos, y antes de que sean

captados en hígado para su degradación, se unen a receptores celulares

específicos. Allí desencadenan una respuesta secundaria (fosforilación de

proteínas, segundos mensajeros) que inducen la replicación del DNA, pasando de

la fase S (reposo) a la fase G2 (duplicación) del ciclo celular. Esto permite que las

células del órgano se reproduzcan y, de esta manera, optimizar la función

orgánica, o, en caso de lesión, la recuperación.

G2

MG1

S

G0

Péptidosbioactivos

Figura 2ILUSTRACIÓN 9 PÉPTIDOS BIOACTIVOS EN LA REPLICACIÓN DEL ADN



6. MODELOS MATEMÁTICOS

6.1 CÁLCULO DEL ÍNDICE PROBIÓTICO (IP) EN QUESOS

ECUACIÓN 1 ASIMILACIÓN DEL SUSTRATO

tASS rT −= 0

Donde: TS es la concentración de sustrato después de un intervalo de tiempo

t (horas), 0S es la asimilación del sustrato inicial y rA es el porcentaje de

asimilación del sustrato (h-1). rA es calculado durante la fase exponencial del

crecimiento de la bacteria.

ECUACIÓN 2 CAMBIOS EN LA POBLACIÓN BACTERIANA

Donde: N es el número de bacterias después de un intérvalo de tiempo t (h); N0 es

el número inicial de bacterias y µ es el porcentaje de crecimiento específico (h-1).

Durante la fase exponencial hay un exceso de nutrientes y la bacteria está en su

máximo porcentaje de crecimiento µmáx. bajo condiciones prevalentes. Por lo tanto

µmáx. describe la habilidad de la bacteria de crecer bajo condiciones específicas y

varia de acuerdo a la bacteria y al sustrato. Los cambios en la población

bacteriana pueden ser calculados incorporando el µmáx. en la ecuación de PI

ECUACIÓN 3 PI MODIFICADO

SRBEcClosBacErecLacBifIP máxmáxmáxmáxmáxmáxmáx μμμμμμμ +−−−++=

Donde: Bif es bifidobacterias; Lac es Lactobacillus; Erec es eubacteria; Bac es

bacterioide; Clos es Clostridium; Ec es Escherichia coli y SRB es bacterias

reductoras de sulfatos.

ECUACIÓN 4 PRODUCCIÓN DE SCFA

tt NN μ+= 0lnln



LPBATSCFA +++=

SCFA es la producción de cadenas cortas de ácidos grasos y se calcula al final de

la fase exponencial de crecimiento. Por consiguiente, calculando la masa de

acetato (A), propionato (P), Butirato (B), y lactato (L) producidos por la población

microbiana, es posible comparar el efecto de diferentes sustratos de acuerdo al

total de SCFA.

La relación de producción de ácido láctico sobre la producción total SCFA puede

proporcionar una cualitativa como cuantitativa valoración de cada sustrato

analizado. Esta relación es calculada de la siguiente manera:

ECUACIÓN 5 PROPORCIÓN, PRODUCCIÓN AC. LÁCTICO VS TOTAL SCFA

SCFAdTdLproporción =

Donde d es diferencia entre la masa inicial y la masa en el momento de prueba.

6.2 MEDIDA DEL EFECTO PROBIÓTICO (MPE) EN QUESOS

Las ecuaciones (1), (3) y (5) se combina en una sola ecuación que produce un

solo número el cual describe la actividad microbiana. A este número se le atribuye

un valor positivo o negativo, basado en la población microbiana, y es llamado el

valor de MPE:

ECUACIÓN 6 MPE

222222

21 zyzxyxMPE ++=

Donde x es el porcentaje de asimilación del sustrato (Ar) (Ec. 1); y es el índice

probiótico modificado (IPm) (Ec. 3) y z es la proporción de lactato sobre el total de

SCFA (Ec. 5)



7. OBTENCIÓN DE PÉPTIDOS BIOACTIVOS

Los protocolos utilizados para la obtención de péptidos bioactivos consisten en:

preparación de extractos acuosos, fraccionamiento por cromatografía por

exclusión de tamaño y HPLC en fase reversa o electroforesis capilar. Para la

identificación de la secuencia de los péptidos, se ha utilizado la degradación de

Edman o la espectrometría de masas en "tandem".

La actividad potencialmente bioactiva de los péptidos es determinada por comparación de las secuencias encontradas con las reportadas de péptidos bioactivos en bases de datos. Aquellos estudios que incluyen la confirmación de la actividad bioactiva de los péptidos in vivo o in vitro, incluyen a la cromatografía semi-preparativa para la obtención de suficiente material para los ensayos biológicos.

Los protocolos antes descritos, han sido los clásicos, en los cuales las separaciones cromatográficas para el aislamiento y purificación se realizan de manera discontinua. Sin embargo, cuando es necesario realizar una gran cantidad de muestras de manera rápida, el procedimiento descrito no resulta eficiente y se le ha considerado "el cuello de botella" para aquellos que buscan la automatización en el análisis de péptidos. Por estas razones, algunos fabricantes de instrumentación analítica se han enfocado a desarrollar plataformas integradas que abordan el problema de reducir el tiempo de análisis, mientras que otros se han enfocado a mejorar etapas específicas del análisis. Para la identificación sistemática de los péptidos constituyentes en un sistema complejo, las herramientas analíticas que permiten la identificación de las mismas en gran escala y con gran rapidez son la cromatografía bidimensional (2D) como técnica de separación, la espectrometría de masas especializada como técnica de identificación de la secuencia de aminoácidos y la bioinformática para comparar la información estructural generada de la espectrometría de masas a través de las bases de datos.



7.1 ESPECTROMETRÍA DE MASAS

En la identificación de la secuencia de los péptidos por medio de la espectrometría de masas, estos son separados usando cromatografía de líquidos o pueden ser analizados directamente por el espectrómetro de masa. Los péptidos individuales son separados y fragmentados por colisión con un gas inerte dentro del espectrómetro de masas y las masas de los fragmentos derivados son medidas. La información generada de las masas moleculares se compara con valores teóricos de las bases de datos de péptidos para encontrar la secuencia del péptido e identificar a la proteína enlistada de acuerdo con una exactitud medida estadísticamente por un software especializado.

Digestión con tripsina

MS

MS/MS

374

495

650*

953

1228

m/z

F

G

V

m/z

ILUSTRACIÓN 10 IDENTIFICACIÓN DE PÉPTIDOS MEDIANTE ESPECTROMETRÍA DE MASAS



Las masas de los péptidos producto de la digestión pueden analizarse

conjuntamente, mientras que las especies individuales pueden ser relacionadas

para el análisis de su secuencia en un segundo analizador. Alternativamente, los

péptidos trípticos pueden ser aislados por cromatografía líquida y sometidos a

continuación al análisis secuencial.

7.2 SÍNTESIS DE PÉPTIDOS EN SOLUCIÓN

este tipo de síntesis se realiza siguiendo la filosofía de química orgánica,

tradicional, utilizando reacciones que se desarrollan en una disolución

homogénea. El nacimiento de la síntesis de la química de péptidos en solución se

sitúa 1901, cuando Emil Fischer sintetizó por primera vez un dipéptido, glicíl-

glicina. Pero no se consolida hasta que en 1954 Du Vigneaud sintetiza por primera

vez, tras dos años de trabajo, la hormona natural Oxitocina, por cuyo trabajo

obtuvo el premio Nobel en 1955. Este tipo de química se basa en un esquema

sintético iterativo utilizando reacciones en medio homogéneo. Es tedioso y largo

de realizar, pero tiene la ventaja que su validación para la aprobación del proceso

sintético por parte de los organismos que regulan los fármacos, la FDA, es similar

a la de cualquier otro fármaco. Otra desventaja es que el proceso no es eficiente

par la síntesis de bibliotecas de compuestos, al necesitar un etapa de purificación

en cada ciclo de síntesis, siendo útil tan sólo en el proceso industrial de péptidos

pequeños.

7.3 SÍNTESIS DE PÉPTIDOS A GRAN ESCALA

Tradicionalmente, la mayoría de los péptidos comerciales han sido hormonas muy

potentes o análogos de éstas. Debido a su gran potencia y al relativamente



reducido nivel de mercado, la escala de producción no es muy alta, situándose en

torno a kilogramos.

Este hecho, unido a los factores intrínsecos de los péptidos (dificultades en la

administración y baja estabilidad metabólica) y a los factores que limitan la síntesis

mediante las estrategias descritas anteriormente han impedido el salto de la

producción de péptidos a escala de multitoneladas durante años.

En los últimos años han aparecido un gran número de compuestos peptídicos no

hormonales con actividad muy interesante desde un punto de vista farmacéutico,

descrita anteriormente.

Un ejemplo de un péptido producido a gran escala es el bivalirudina (Angiomax),

un anticoagulante sanguíneo en pacientes con agina inestable. Bivalirudin consta

de 20 aminoácidos, uno de ellos no natural. Fue desarrollado por Biogen y

aprobado por la FDA en diciembre del 2000, actualmente la licencia de explotación

la dispone The Medicines Company. La producción de este compuesto a gran

escala se está llevando a cabo mediante un novedoso método convergente en

fase líquida llamado Chemilog, que según sus creadores permitirá un costo

inferior a los 100$/g compuestos para cantidades de producción superiores a

100kg de producto.

Por otra parte, cabe destacar que el péptido que se produce mediante síntesis

química a mayor escala actualmente es la oxitocina con algo más de 50Kg por año

para consumo humano como animal. El resto de péptidos en el mercado sitúan su

producción claramente por debajo de los 10Kg/año.

Así, la eliminación de barreras técnicas y económicas en la producción y

administración de péptidos bioactivos está ampliando horizontes en el mundo de

los péptidos. En estos momentos, la química de péptidos está pasando de ser un

instrumento ligado casi exclusivamente a la investigación básica, donde los

agonistas y antagonistas hormonales eran las únicas moléculas peptídicas que se

comercializaban, a ser un herramienta que permite la obtención de compuestos

con un mecanismo de acción más amplio, ya que puede ser competitivo a escala

industrial respecto a las moléculas orgánicas tradicionales.



8. CONCLUSIONES

De la realización de este trabajo se puede concluir que:

A pesar de que en los últimos años las investigaciones sobre péptidos

bioactivos han incrementado, su utilización ha sido muy limitada,

desperdiciando así las ventajas de estos productos.

Resulta totalmente atractivo y benéfico la utilización de péptidos bioactivos

como ingredientes en alimentos y medicamentos para la prevención o

tratamiento de enfermedades tales como la hipertensión.

Las investigaciones realizadas sobre péptidos bioactivos en productos lácteos

y derivados indican que, aunque el mecanismo fisiológico de estos péptidos

aún no es claro, ofrecen un gran potencial para el desarrollo de alimentos

funcionales.

Las investigaciones futuras deben profundizar el conocimiento existente de los

mecanismos moleculares de las bioactividades, y enfocar en las funciones

fisiológicas de los péptidos bioactivos derivados de la leche, siendo su mayor

fuente, y de producto como el huevo.



9. BIBLIOGRAFÍA

9.1 LIBROS

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Documents

2009 yela - peptidos_y_lacticos_bioactivos