De las proteínas a los péptidos: algo más que nutrientes
Las proteínas están presentes en todos los organismos vivos; seguramente conoces alguna de sus múltiples funciones: formar parte de la estructura de muchos organismos, el movimiento de los músculos, regular el metabolismo (hormonas) y al sistema nervioso o acelerar reacciones bioquímicas (enzimas), entre otras. Estas moléculas están formadas por aminoácidos unidos por enlaces peptídicos (un tipo de enlace químico); generalmente el número de aminoácidos que conforman una proteína fluctúa entre 51 y 300. La fragmentación o degradación de una proteína produce pequeñas cadenas de aminoácidos llamadas péptidos, que son cadenas de 2 a 20 aminoácidos conocidos como oligopéptidos, o aquellas de 21 a 50 denominadas polipéptidos.
Algunos péptidos se producen a partir de la digestión gastrointestinal de las proteínas que consumimos en la dieta. Sin embargo, se pueden obtener por otros métodos como la fermentación por enzimas (hidrólisis enzimática), germinación (en el caso de semillas) o sintetizados. La hidrólisis enzimática es el proceso más utilizado por la afinidad que tienen las enzimas hacia ciertos aminoácidos, además de que las condiciones del proceso pueden controlarse fácilmente y con ello obtener los resultados buscados.
Las funciones biológicas de los péptidos dependen de varios factores como es la secuencia específica de aminoácidos o la proporción relativa de un aminoácido específico o grupo de estos, además de sus propiedades hidrofóbicas, peso, tamaño y tipo de aminoácidos en los extremos de la cadena. Por ello, la composición general, las propiedades fisicoquímicas de los aminoácidos y la estructura de los péptidos juegan un papel importante en las diversas actividades biológicas.
Existen diversas fuentes de proteína para la obtención de péptidos, que pueden ser de origen animal o vegetal o de origen no convencional como las algas y algunos hongos. Entre las fuentes animales se incluyen carne, leche, huevo, pescados y mariscos; las fuentes vegetales abarcan mayoritariamente granos, semillas y oleaginosas, como soya, gluten de trigo, amaranto y garbanzo, algunos vegetales verdes u hojas tales como espinaca, crucíferas y moringa. Actualmente, el procesamiento de alimentos genera grandes cantidades de subproductos y residuos que están siendo estudiados para la producción de péptidos, puesto que contienen importantes cantidades de proteínas; entre estos se encuentran el suero de leche, los desechos cárnicos, residuos de alimentos marinos como pescados y mariscos, en particular de camarón, y de vegetales como la harina de soya, de oliva, de cereza y de colza.
Una vez aislados, los péptidos deben someterse a diversas pruebas que demuestren su funcionalidad o actividad biológica, abarcando desde análisis in vitro e in vivo hasta pruebas clínicas, especialmente para aquellos péptidos destinados a usarse como auxiliares en el tratamiento de enfermedades en humanos. Este último aspecto puede considerarse uno de los retos actuales en el uso de péptidos bioactivos.
Los péptidos bioactivos derivados de alimentos y subproductos o residuos pueden ofrecer ventajas sobre otros compuestos debido a su mejor alineación con los procesos naturales del organismo. Lo que los hace especialmente interesantes es que pueden regular eficazmente diversas funciones fisiológicas; pueden actuar como agonistas o antagonistas de receptores (es decir, que pueden poner en marcha o bloquear una acción biológica) o pueden aumentar o disminuir la actividad de enzimas; estas pequeñas máquinas ayudan a acelerar reacciones químicas en nuestro cuerpo, así como de hormonas, las cuales actúan como mensajeros para regular una serie de procesos biológicos, además de que pueden actuar como señalizadores celulares que mantienen todo funcionando correctamente dentro del organismo.
Estos compuestos pueden ofrecer múltiples beneficios como adyuvantes en el tratamiento contra diversas enfermedades debido a su alta selectividad y efectividad. Sus propiedades incluyen acciones antioxidantes, antimicrobianas, inmunomoduladoras, antihipertensivas, hipoglicemiantes, antiproliferativas y antiinflamatorias (figura 1).
Figura 1. Actividades biológicas de péptidos bioactivos.
Una vez que se garantiza la actividad biológica de los péptidos, estos pueden incorporarse en diversas formulaciones como alimentos, bebidas y biofármacos (medicamento biológico), entre otros. Puesto que estos compuestos pueden presentar un sabor amargo, se hace necesario desarrollar tecnologías como la microencapsulación, que es una especie de microcapa protectora que, además de proteger, enmascara el sabor del compuesto para su administración, permitiendo así aprovechar sus prometedoras propiedades para la salud humana.
Referencias
Chai, T.-T., Ee, K. Y., Kumar, D. T., Manan, F. A., y Wong, F.-C. (2021). Plant bioactive peptides: current status and prospects towards use on human health. Protein Pept. Lett., 28(6): 623-642. http://dx.doi.org/10.2174/0929866527999201211195936, PMID: 33319654.
Kehinde, B. A. y Sharma, P. (2020). Recently isolated antidiabetic hydrolysates and peptides from multiple food sources: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 60(2): 322-340.
Jakubczyk, A., Karaś, M., Rybczyńska-Tkaczyk, K., Zielińska, E., y Zieliński, D. (2020). Current trends of bioactive peptides. New sources and therapeutic effect. Foods, 9(7): 846.
Li, Y. W., Li, B., He, J. y Qian, P. (2011). Quantitative structure-activity relationship study of antioxidative peptide by using different sets of amino acids descriptors. Journal of Molecular Structure, 998(1-3): 53-61.
Murray, B. A. y FitzGerald, R. J. (2007). Angiotensin converting enzyme inhibitory peptides derived from food proteins: Biochemistry, bioactivity and production. Current Pharmaceutical Design, 13(8): 773-791.
Siebert, K. J. (2001). Quantitative structure-activity relationship modeling of peptide and protein behavior as a function of amino acid composition. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49(2): 851-858.
Sosalagere, C., Kehinde, B. A. y Sharma, P. (2022). Isolation and functionalities of bioactive peptides from fruits and vegetables: a reviews. Food chemistry, 366: 130494.
Autoras(es): Alejandra Colón Sandoval, estudiante de Doctorado en Ciencias del CIAD, y José Basilio Heredia, investigador de la subsede Culiacán del CIAD.
