Obtención de hidrolizados proteicos de leguminosas usando una proteasa recombinante de Pseudomonas aeruginosa M211 / Obtaining protein hydrolysates from leguminous using a recombinant protease from Pseudomonas aeruginosa M211

El género Pseudomonas es una fuente importante de proteasas; sin embargo, su uso está restringido en la industria alimentaria. El clonaje permite aprovechar la capacidad catalítica de estas enzimas mediante su producción en microorganismos inocuos. Por otro lado, las leguminosas son fuentes ricas en proteínas, a partir de las cuales se pueden obtener compuestos con valor agregado mediante procesos de hidrólisis enzimática. En este estudio, se produjo y caracterizó una proteasa recombinante (PT4) alcalina y termoestable de Pseudomonas aeruginosa M211, para la obtención de hidrolizados proteicos de leguminosas. Para ello, el gen de la proteasa se clonó en el vector pJET1.2/blunt utilizando E. coli DHalfa como hospedero. El análisis de la secuencia nucleotídica parcial de la proteasa indicó un 99 % de similitud con Peptidasas de la Familia M4 de Pseudomonas aeruginosa. La enzima recombinante presentó un peso molecular de 80 kDa, demostró ser activa y estable en condiciones alcalinas y termófilas con un pH y temperatura óptimos de 8 y 60 °C, respectivamente, y fue inhibida por EDTA. Además, hidrolizó proteínas de semillas de Glycine max, Phaseolus lunatus, Lupinus mutabilis y Erythrina edulis, obteniéndose fracciones peptídicas menores a 40 kDa. Esta proteasa recombinante se podría utilizar en la elaboración de hidrolizados proteicos funcionales a partir proteínas de distintas fuentes y residuos agroalimentarios.

The genus Pseudomonas is an important source of proteases; however, in the food industry the use of this bacterium is restricted. Cloning allows for the use of the proteolytic activity of Pseudomonas proteases through their production in innocuous microorganisms. Leguminous are protein-rich sources from which value-added compounds can be obtained through enzymatic hydrolysis. In this study, an alkaline and thermostable recombinant protease (PT4) from Pseudomonas aeruginosa M211 was cloned and characterized in order to obtain protein hydrolysates from leguminous. Therefore, protease gene was cloned into the pJET1.2 / blunt vector using E. coli DHalpha as a host. Analysis of protease partial nucleotide sequence showed 99% homology with Peptidases M4 Family from Pseudomonas aeruginosa. The molecular weight of the recombinant enzyme was 80 kDa, it was active and stable under alkaline and thermophilic conditions, presented an optimum pH and temperature of 8 and 60 °C, respectively, and was inhibited by EDTA. In addition, it hydrolysed Glycine max, Phaseolus lunatus, Lupinus mutabilis y Erythrina edulis proteins, obtaining peptide fractions less than 40 kDa. This recombinant protease could be used in the elaboration of functional hydrolysates using protein from different sources and agricultural waste.

Obtención de hidrolizados proteicos bajos en fenilalanina a partir de suero dulce de leche y chachafruto (Erythrina edulis Triana) / Obtaining protein products low in phenylalanine from milk whey and chachafruto (Erythrina edulis Triana)

La fenilcetonuria (PKU) es causada por una actividad deficiente de la enzima fenilalanina hidroxilasa. En los pacientes con esta deficiencia la fenilalanina (Phe) no puede ser convertida en tirosina, aumentando sus niveles en sangre y de otros metabolitos neurotóxicos, provocando un retraso mental irreversible. El tratamiento fundamentalmente se basa en una dieta controlada de Phe. Sin embargo, los alimentos libres o bajos en Phe son escasos. El objetivo de esta investigación es obtener hidrolizados proteicos con bajo contenido de Phe a partir del suero dulce de leche en polvo y harina de E. edulis Triana. El aislado proteico (96,01% proteína cruda) se obtuvo por solubilización y precipitación de las proteínas de la harina, mientras que las proteínas del suero (15,69% proteína cruda) fueron tratadas en su matriz original. Las proteínas del suero y el asilado fueron hidrolizadas enzimáticamente con pepsina y proteasa de Streptomyces griseus. La concentración de Phe se determinó por fluorometría y por HPLC, de lo cual la Phe de las proteínas del suero es liberada una hora antes que las del chachafruto, debido a que las proteínas del suero en parte fueron hidrolizadas en la elaboración del queso. Además, los resultados de la utilización del carbón activados como captor de Phe indican la reducción total del contenido de este aminoácido en los hidrolizados y la reducción de la concentración de otros aminoácidos(AU)

henylketonuria (PKU) is caused by a low activity of the enzyme phenylalanine hydroxylase. In patients with this deficiency, phenylalanine (Phe) cannot be converted to tyrosine, increasing blood levels and other neurotoxic metabolites, causing irreversible mental retardation. The treatment is fundamentally based on a controlled diet of Phe. However, free or low-Phe foods are scarce. The objective of this research is to obtain protein hydrolysates with low Phe content from sweet milk powder and E. edulis Triana flour. The protein isolate (96.01% crude protein) was obtained by solubilization and precipitation of the flour proteins, while the whey proteins (15.69% crude protein) were treated in their original matrix. Serum and asylated proteins were enzymatically hydrolyzed with pepsin and Streptomyces griseus protease. The concentration of Phe was determined by fluorometry and by HPLC, from which the Phe of whey proteins is released one hour earlier than those of chachafruto, due to the fact that the whey proteins were partially hydrolyzed in the elaboration of the cheese. In addition, the results of the use of charcoal activated as Phe captor indicate the total reduction of the content of this amino acid in the hydrolysates and the reduction of the concentration of other amino acids(AU)

Inhibición de la Enzima Convertidora de Angiotensina I con hidrolizados proteicos de Jatropha curcas / Angiotensin I-Converting Enzyme inhibition with protein hydrolysates from Jatropha curcas / InibiþÒo da Enzima Conversora de Angiotensina I com hidrolisados proteicos de Jatropha curcas

Se evaluó la actividad inhibitoria in vitro de los hidrolizados proteínicos obtenidos a partir de la harina desgrasada y del aislado proteínico provenientes del grano de Jatropha curcas L. sobre la actividad de la enzima convertidora de angiotensina I (ECA-1), con la finalidad de emplearlos en un futuro para la formulación de alimentos funcionales. Los hidrolizados fueron obtenidos empleando alcalasa y el sistema enzimático pepsina-pancreatina. Se calculó la concentración media inhibitoria (IC50) para medir el grado de inhibición de la actividad enzimática de ECA-1. Fueron seleccionados los hidrolizados con el menor tiempo de hidrólisis (60 min) para evaluar la bioactividad, dado que las cinéticas de hidrólisis enzimática de la harina desgrasada y del aislado proteínico no encontraron diferencias significativas en el grado de hidrólisis para los tiempos de reacción en cada sistema (60, 90 y 120 min). Los valores de IC50 que presentaron el mejor efecto de inhibición sobre la ECA-I fueron 2,8 y 7,0 Ag/mL, obtenidos a partir del aislado proteínico con la enzima alcalasa y con el sistema secuencial pepsina-pancreatina, respectivamente. Los hidrolizados de J. curcas podrían ser incorporados en la elaboración de alimentos funcionales y ser aplicados en tratamientos para personas con hipertensión por su efecto inhibitorio sobre la ECA-I.(AU)

In vitro angiotensin I-converting enzyme (ACE) inhibitory activity was evaluated in protein hydrolysates from defatted meal and protein isolate from Jatropha curcas L. Seed, in order to determine their potential inclusion in functional food formulation. Hydrolysates were produced using Alcalase« or a sequential pepsin-pancreatin enzymatic system. Mean inhibitory concentration (IC50) was used to measure the degree of ACE enzymatic activity inhibition. Bioactivity was evaluated in the hydrolysates with the lowest hydrolysis time (60 min) given that no differences in degree of hydrolysis in terms of reaction time in each system were observed (60, 90 and 120 min) in the enzymatic hydrolysis kinetics for the defatted meal and protein isolate. The protein isolate exhibited the highest inhibitory effect, as seen in the IC50 values: 2.8 Ag/mL in the alcalase system and 7.0 Ag/mL in the pepsin-pancreatin system. Hydrolysates from J. curcas seed exhibit ACE inhibition and could be incorporated into functional foods or treatments for those suffering hypertension.(AU)

Foi avaliada a atividade inibitória in vitro dos hidrolisados proteicos obtidos a partir da farinha desengordurada e do isolado proteico provenientes do grÒo de Jatropha curcas L. sobre a atividade da enzima conversora de angiotensina I (ECA-1), com o objetivo de utilizá-los num futuro para a formulaþÒo de alimentos funcionais. Os hidrolisados foram obtidos usando alcalase e o sistema enzimático pepsina-pancreatina. Foi calculada a concentraþÒo média inibitória (IC50) para medir o grau de inibiþÒo da atividade enzimática da ECA-1. Foram selecionados os hidrolisados com o menor tempo de hidrólise (60 min.) para avaliar a bioatividade visto que as cinéticas de hidrólise enzimática da farinha desengordurada e do isolado proteico nÒo encontraram diferenþas significativas no grau de hidrólise para os tempos de reaþÒo para cada sistema (60, 90 e 120 min.). Os valores de IC50 que apresentaram o melhor efeito de inibiþÒo sobre a ECA-I foram 2.8 e 7.0 Ag/mL obtidos a partir do isolado proteico com a enzima alcalase e com o sistema sequencial pepsina-pancreatina respectivamente. Os hidrolisados de J. curcas poderiam ser incorporados na elaboraþÒo de alimentos funcionais e ser aplicados em tratamentos para pessoas com hipertensÒo por seu efeito inibitório sobre a ECA-I.(AU)

Inhibición de la Enzima Convertidora de Angiotensina I con hidrolizados proteicos de Jatropha curcas / Angiotensin I-Converting Enzyme inhibition with protein hydrolysates from Jatropha curcas / Inibição da Enzima Conversora de Angiotensina I com hidrolisados proteicos de Jatropha curcas

Se evaluó la actividad inhibitoria in vitro de los hidrolizados proteínicos obtenidos a partir de la harina desgrasada y del aislado proteínico provenientes del grano de Jatropha curcas L. sobre la actividad de la enzima convertidora de angiotensina I (ECA-1), con la finalidad de emplearlos en un futuro para la formulación de alimentos funcionales. Los hidrolizados fueron obtenidos empleando alcalasa y el sistema enzimático pepsina-pancreatina. Se calculó la concentración media inhibitoria (IC50) para medir el grado de inhibición de la actividad enzimática de ECA-1. Fueron seleccionados los hidrolizados con el menor tiempo de hidrólisis (60 min) para evaluar la bioactividad, dado que las cinéticas de hidrólisis enzimática de la harina desgrasada y del aislado proteínico no encontraron diferencias significativas en el grado de hidrólisis para los tiempos de reacción en cada sistema (60, 90 y 120 min). Los valores de IC50 que presentaron el mejor efecto de inhibición sobre la ECA-I fueron 2,8 y 7,0 µg/mL, obtenidos a partir del aislado proteínico con la enzima alcalasa y con el sistema secuencial pepsina-pancreatina, respectivamente. Los hidrolizados de J. curcas podrían ser incorporados en la elaboración de alimentos funcionales y ser aplicados en tratamientos para personas con hipertensión por su efecto inhibitorio sobre la ECA-I.

In vitro angiotensin I-converting enzyme (ACE) inhibitory activity was evaluated in protein hydrolysates from defatted meal and protein isolate from Jatropha curcas L. Seed, in order to determine their potential inclusion in functional food formulation. Hydrolysates were produced using Alcalase® or a sequential pepsin-pancreatin enzymatic system. Mean inhibitory concentration (IC50) was used to measure the degree of ACE enzymatic activity inhibition. Bioactivity was evaluated in the hydrolysates with the lowest hydrolysis time (60 min) given that no differences in degree of hydrolysis in terms of reaction time in each system were observed (60, 90 and 120 min) in the enzymatic hydrolysis kinetics for the defatted meal and protein isolate. The protein isolate exhibited the highest inhibitory effect, as seen in the IC50 values: 2.8 µg/mL in the alcalase system and 7.0 µg/mL in the pepsin-pancreatin system. Hydrolysates from J. curcas seed exhibit ACE inhibition and could be incorporated into functional foods or treatments for those suffering hypertension.

Foi avaliada a atividade inibitória in vitro dos hidrolisados proteicos obtidos a partir da farinha desengordurada e do isolado proteico provenientes do grão de Jatropha curcas L. sobre a atividade da enzima conversora de angiotensina I (ECA-1), com o objetivo de utilizá-los num futuro para a formulação de alimentos funcionais. Os hidrolisados foram obtidos usando alcalase e o sistema enzimático pepsina-pancreatina. Foi calculada a concentração média inibitória (IC50) para medir o grau de inibição da atividade enzimática da ECA-1. Foram selecionados os hidrolisados com o menor tempo de hidrólise (60 min.) para avaliar a bioatividade visto que as cinéticas de hidrólise enzimática da farinha desengordurada e do isolado proteico não encontraram diferenças significativas no grau de hidrólise para os tempos de reação para cada sistema (60, 90 e 120 min.). Os valores de IC50 que apresentaram o melhor efeito de inibição sobre a ECA-I foram 2.8 e 7.0 µg/mL obtidos a partir do isolado proteico com a enzima alcalase e com o sistema sequencial pepsina-pancreatina respectivamente. Os hidrolisados de J. curcas poderiam ser incorporados na elaboração de alimentos funcionais e ser aplicados em tratamentos para pessoas com hipertensão por seu efeito inibitório sobre a ECA-I.