Peptídeos com ação inibitória sobre a enzima conversora de angiotensina I (ECA) e com o potencial de reduzir a pressão arterial têm sido obtidos a partir de diferentes tipos de alimentos ou matérias-primas, sendo grande o interesse em aproveitar resíduos da indústria alimentícia como fontes desses peptídeos. Neste aspecto, as amêndoas de cupuaçu (Theobroma grandiflorum S.), que são em sua maioria descartadas pela indústria, apresentam um teor considerável de proteínas e poderiam ser aproveitadas como fontes de peptídeos inibidores da ECA. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar se o concentrado proteico obtido a partir de amêndoas fermentadas de cupuaçu após ser submetido à hidrólise com a enzima pepsina poderia gerar peptídeos com ação inibitória sobre a ECA in vitro. Foi observado que após a hidrólise do concentrado proteico com pepsina por 1h foi obtido um efeito de 50 % de inibição da ECA, em ensaio realizado com o substrato Abz-FRK(Dnp)-P-OH. Posteriormente, esse hidrolisado foi submetido ao fracionamento por cromatografia em fase reversa (RP-HPLC) e resultou em cinco frações (F1-F5), das quais a terceira teve uma subfração (F3.1) com quatro novos peptídeos identificados por LC-MS/ MS com potencial em inibir a ECA. Esses quatro peptídeos (FWVAM, YRLAF, LGYFK, VTTVVTGLTF) foram sintetizados e submetidos aos ensaios para a determinação do IC50 e Ki. Os peptídeos YRLAF e LGYFK, que apresentaram mecanismo de inibição do tipo competitivo e acompetitivo, respectivamente, tiveram valores de IC50 de 4.73 e 11.11µM, e de Ki de 9.14 e 8.15 µM. Dentre os peptídeos identificados merece destaque VTTVVTGLTF que demonstrou ser um inibidor do tipo acompetitivo e apresentou as menores IC50 (0.70 µM) e Ki (2.79 µM). Em contraste, FWVAM atuou como substrato da ECA e não peptídeo inibidor. A partir dos resultados obtidos neste estudo fica demonstrado que as amêndoas fermentadas de cupuaçu podem ser fonte de peptídeos com ação inibitória da ECA, com potencial efeito anti-hipertensivo a ser, futuramente, investigado a partir de estudos in vivo. / Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory peptides with the potential to reduce blood pressure have been obtained from different types of food or raw materials, and there is a great interest in utilize residues from the food industry as sources of peptides. In this regard, cupuassu almonds (Theobroma grandiflorum S.), which are mostly discarded by the industry, has a considerable protein content and could be used as source of ACE-inhibiting peptides. Thus, the objective of this work was to verify if the protein concentrate obtained from fermented almonds of cupuassu after being submitted to the hydrolysis with the enzyme pepsin could generate peptides with inhibitory activity on ACE in vitro. In this study it was observed that after hydrolysis of the protein concentrate with pepsin for 1 h, a 50% effect of ACE inhibition was obtained in an assay performed with the Abz-FRK (Dnp) -P-OH substrate. Posteriorly, the hydrolyzate was subjected to fractionation by reverse phase chromatography (RP-HPLC) and resulted in five fractions (F1-F5), of which the third had a subfraction (F3.1) with four new peptides identified by LC-MS / MS with the potential to inhibit ACE. These four peptides (FWVAM, YRLAF, LGYFK, VTTVVTGLTF) were synthesized and assayed for IC50 and Ki. The YRLAF and LGYFK peptides, which showed a competitive and uncompetitive type inhibition mechanism respectively, presented IC50 values of 4.73 and 11.11µM, and the values for Ki were 9.14 and 8.15 µM. Among the peptides identified, it is possible to highlight VTTVVTGLTF, which was shown to be an inhibitor of the uncompetitive type and presented the lowest value for IC50 (0.70 µM) and Ki (2.79 µM). While FWVAM acted as a substrate of the ACE and not as an inhibitory peptide. From the results obtained in this study it is demonstrated that cupuassu fermented almonds can be a source of peptides with ACE inhibitory activity with potential antihypertensive effect to be further investigated from in vivo studies.

Introdução: Doenças cardiovasculares constituem importante causa de morte em todo mundo e a hipercolesterolemia está diretamente relacionada a elas. A dieta desempenha papel importante neste processo e alguns alimentos como o feijão caupi (Vigna unguiculata L. Walp), especialmente sua proteína, tem sido apontado com potencial capacidade de redução do colesterol plasmático. Os efeitos hipocolesterolêmicos já observados indicaram o uso da proteína do feijão caupi, ou dos seus peptídeos, como ingrediente funcional de alimentos para a promoção da saúde e a redução do risco de doenças. Entretanto, as consequências da digestão gastrointestinal na absorção destes peptídeos são claramente complexas tornando essenciais estudos in vitro e in vivo para avaliar a sua bioacessibilidade e sua resistência à degradação gastrointestinal, além da disponibilidade e real eficácia destes peptídeos. Objetivo: Analisar a biodisponibilidade de peptídeos e avaliar parâmetros ligados ao metabolismo do colesterol em modelos animais após ingestão de isolado proteico de feijão caupi. Métodos: A farinha de feijão caupi foi desengordurada e sua proteína isolada. O isolado proteico foi submetido a métodos de hidrólise in vitro, para verificação das frações peptídicas formadas e inferência sobre a capacidade de ligação à albumina. Dois experimentos in vivo foram conduzidos. No primeiro, o isolado proteico do feijão caupi foi administrado a ratos e a concentração dos peptídeos monitorada no sangue, por 2 horas. O experimento in vivo 2 consistiu na alimentação de hamsters com dietas normo (N) - e hipercolesterolêmicas por 21 dias, contendo a proteína do feijão caupi como única proteína da ração (I), comparada ao controle de caseína (H). Neste experimento foram analisados no plasma: colesterol total (CT) e frações (LDLc, VLDLc e HDLc), triglicerídeos (TG) e peptídeos; nas fezes: colesterol total (CF) e ácidos biliares (AB); no fígado: colesterol (CH) e lipídeos totais (LH), HMGCR (atividade enzimática e expressão) e expressão de SREBP2, LDLR, ABCA1, ABCG1, ABCG5, ABCG8, LXRa e AMPK. Resultados: Os peptídeos identificados a partir da hidrólise proteica do feijão caupi, ou a partir do plasma dos animais estudados não evidenciaram similaridades entre os experimentos ou corresponderam a sequências previamente identificadas para o feijão caupi a partir de banco de dados. CT, VLDLc, HDLc, TG, CH dos hamsters foram maiores nos grupos H e I quando comparado ao N; LDLc foi maior para I comparado aos demais; LH foi maior em H comparado a N, sendo que I não diferiu dos demais; CF foi maior para I comparado a N, sendo que H não diferiu dos demais. A expressão de ABCA1 foi maior para I em relação aos demais; LXRa foi maior para I em relação a H, mas N não diferiu dos demais; SREBP2 foi menor em H em comparação aos demais; HMGCR foi mais expressa em N em comparação aos demais, ao passo que a atividade desta enzima foi maior em I quando comparado a N, sendo que H não diferiu dos demais. Não houve diferença entre os grupos quanto a AB ou expressão de ABCG8 ou AMPK. Não foram obtidos resultados de expressão para LDLR, ABCG1 e ABCG5. Conclusão: Apesar de pesquisas anteriores a este trabalho terem evidenciado a capacidade do isolado proteico do feijão caupi em inibir a atividade da HMGCR, inibir a solubilização micelar ou melhorar o perfil de lipídeos plasmáticos, no trabalho atual esta matéria prima não mostrou atuação positiva quanto ao metabolismo do colesterol de hamsters nas condições experimentais utilizadas. Os fragmentos indicados como peptídeos obtidos a partir da hidrólise proteica do feijão caupi, ou do plasma dos animais estudados não corresponderam a peptídeos com comprovada, ou até mesmo, com indicação de bioatividade / Introduction: Cardiovascular diseases are important cause of death worldwide and hypercholesterolemia is directly related to them. Diet plays an important role in this process and some foods such as cowpea (Vigna unguiculata L. Walp), especially its protein, have been shown to have a potential for reducing plasma cholesterol. The hypocholesterolemic effects already observed indicated the use of cowpea protein, or its peptides, as a functional food ingredient for health promotion and reduction of disease risk. However, the consequences of gastrointestinal digestion on the absorption of these peptides are clearly complex, making in vitro and in vivo studies essential to assess their bioaccessibility and resistance to gastrointestinal degradation, as well as the availability and actual efficacy of these peptides. Objectives: To analyze the bioavailability of peptides and evaluate parameters related to cholesterol metabolism in animal models after ingestion of protein isolate of cowpea. Methods: Cowpea flour was defatted and its protein isolated. The protein isolate was subjected to in vitro hydrolysis methods to verify the formed peptide fractions and inference about albumin binding ability. Two in vivo experiments were conducted. In the first, the cowpea protein isolate was administered to rats and the concentration of the peptides monitored in the blood for 2 hours. The in vivo experiment 2 consisted of feeding hamsters with normal (N) - and hypercholesterolemic diets for 21 days, containing the cowpea protein as the sole dietary protein (I), compared to casein control (H). In this experiment were analyzed in the plasma: total cholesterol (TC) and fractions (LDLc, VLDLc and HDLc), triglycerides (TG) and peptides; In feces: total cholesterol (CF) and bile acids (AB); In the liver: cholesterol (CH) and total lipids (LH), HMGCR (enzymatic activity and expression) and expression of SREBP2, LDLR, ABCA1, ABCG1, ABCG5, ABCG8, LXRa and AMPK. XX. Results: The peptides identified from the protein hydrolysis of cowpea or from the plasma of the animals studied did not show similarities among the experiments or correspond to sequences previously identified for the cowpea from the database. CT, VLDLc, HDLc, TG, CH of hamsters were higher in groups H and I when compared to N; LDLc was higher for I compared to the others; LH was higher in H compared to N, and I did not differ from the others; CF was higher for I compared to N, and H did not differ from the others. The expression of ABCA1 was higher for I than the others; LXRa was higher for I than H, but N did not differ from the others; SREBP2 was lower in H compared to the others; HMGCR was more expressed in N compared to the others, whereas the activity of this enzyme was higher in I when compared to N, and H did not differ from the others. There was no difference between groups regarding AB or expression of ABCG8 or AMPK. No expression results were obtained for LDLR, ABCG1 and ABCG5. Conclusion: Although previous research to this work evidenced the ability of the cowpea protein isolate to inhibit HMGCR activity, inhibit micellar solubilization or improve the plasma lipid profile, in the current work this raw material did not show a positive cholesterol metabolism of hamsters under the experimental conditions used. The fragments indicated as peptides obtained from the protein hydrolysis of cowpea beans, or from the plasma of the animals studied did not correspond to peptides with proven, or even, with indication of bioactivity

Introdução: Doenças cardiovasculares constituem importante causa de morte em todo mundo e a hipercolesterolemia está diretamente relacionada a este problema de saúde pública. A dieta desempenha papel importante neste processo e alguns alimentos, como o amaranto (Amaranthus cruentus L. BRSAlegria), têm mostrado capacidade de redução do colesterol plasmático. Estudos sugerem que este efeito está relacionado a peptídeos liberados durante a digestão das proteínas, os quais atuam na modulação do metabolismo lipídico. Considerando-se que os efeitos da digestão gastrointestinal e da absorção destes peptídeos são claramente complexos torna-se importante a realização de estudos visando avaliar bioacessibilidade e mecanismos de ação destes peptídeos nos locais alvo do organismo. Objetivo: Analisar a biodisponibilidade de peptídeos em modelos animais após ingestão de isolado proteico de amaranto e relacioná-la com parâmetros ligados ao metabolismo do colesterol. Métodos: O amaranto teve sua proteína isolada. Os peptídeos da proteína do amaranto foram analisados após digestão in vitro. Dois experimentos in vivo foram conduzidos: um de fase aguda e outro de média duração. No primeiro, o isolado proteico de amaranto foi administrado a ratos e os peptídeos no sangue foram monitorados por 2 horas para verificação de fragmentos que resistissem à digestão gastrointestinal. O experimento in vivo 2 consistiu na alimentação de 3 grupos de hamster, um com dieta recomendada pela AIN93 (grupo N) e dois com dietas hipercolesterolêmicas por 21 dias, contendo a proteína de amaranto como única proteína da ração (grupo I), comparada ao controle de caseína (grupo H). Neste experimento foram analisados no plasma: peptídeos, colesterol total e frações; nas fezes: colesterol total e ácidos biliares; no fígado: colesterol, lipídeos totais, ácidos graxos, atividade enzimática da Hmgcr, expressão de Hmgcr, Srebf2, Lxr, Abca1, Abcg8 e Ampk. Resultados e discussão: Foram identificados fragmentos peptídicos provenientes da digestão in vitro do isolado proteico de amaranto, e outras dezenas de sequencias peptídicas em ratos após administração aguda de amaranto foram analisadas. Destaca-se a identificação do peptídeo ALGV, presente em proteína do amaranto de acordo com banco de dados, e similar a fragmentos com ação hipocolesterolemizante. No sangue de hamsters foram encontrados seis peptídeos com 100 por cento de cobertura e similaridade a base de dados de proteínas de amaranto, merecendo investigação sobre seus efeitos. Verificou-se que o isolado proteico de amaranto foi capaz de suprimir a hipercolesterolemia quando a dieta hipercolesterolemizante foi introduzida em paralelo a este ingrediente, com valores inferiores em 72 por cento (triglicerídeos), 64 por cento (colesterol total), 80 por cento (LDL-c) do grupo I em relação ao grupo H. Foi observada ainda menor concentração de colesterol e lipídeos totais no fígado dos animais do grupo I em relação ao grupo H (177 x 464 mg de colesterol/100 g de tecido; 2,06 x 2,86 g de lipídeos/100 g de tecido, respectivamente). Parâmetros lipídicos do sangue, das fezes e do fígado foram similares aos do grupo N, cuja dieta seguiu a preconização para roedores. Foi observada maior excreção de colesterol total no grupo I em relação ao grupo H, mas não houve maior excreção de ácidos biliares nas fezes. Não houve mudança na expressão dos genes analisados neste estudo, mas o amaranto reduziu a atividade da enzima Hmgcr. Postulase que parâmetros como expressão de Ldlr e atividade da Acat sejam alterados pela ingestão de amaranto. O perfil de ácidos graxos também foi modificado de forma a se assimilar ao grupo N, porém deve-se verificar parâmetros inflamatórios devido à maior proporção de ácido araquidônico em relação aos demais grupos estudados. Conclusão: Verifica-se biodisponibilidade dos peptídeos do amaranto e ação hipocolesterolemizante e hipolipemiante em diversas vias metabólicas, promovendo proteção cardiovascular. / Introduction: Cardiovascular diseases are important causes of death worldwide, and hypercholesterolemia is directly related to this public health problem. Diet plays an important role in this process and some foods such as amaranth (Amaranthus cruentus L. BRS-Alegria) have been shown to reduce plasma cholesterol. Studies suggest that this effect is related to peptides released during the digestion of proteins, which would play an important role in the modulation of lipid metabolism. Considering that the effects of gastrointestinal digestion and the absorption of these peptides are clearly complex, it is important to carry out studies aiming to evaluate their bioaccessibility and evaluation of the mechanisms of action of these peptides in the target sites of the organism. Objective: To analyze the bioavailability of peptides in animal models after ingestion of amaranth protein isolate and to relate it to parameters associated to cholesterol metabolism. Methods: The amaranth was crushed, the flour was defatted and its protein isolated. Amaranth peptides were analysed after in vitro digestion. Two in vivo experiments were conducted: one of acute phase and one of medium duration. In the first, the amaranth protein isolate was administered to rats and the peptides in the blood were monitored for 2 hours to check for fragments that resisted gastrointestinal digestion. The in vivo experiment 2 consisted of feeding three groups of hamsters, one with a diet recommended by AIN93 (group N) and two with hypercholesterolemic diets for 21 days, containing amaranth protein as the only dietary protein (group I), compared to casein control (group H). In this experiment were analyzed in the plasma: peptides, total cholesterol and fractions; In feces: total cholesterol and bile acids; In the liver: cholesterol, total lipids, fatty acids, Hmgcr enzymatic activity, Hmgcr expression, Srebf-2, Lxr, Abca1, Abcg8 and Ampk. Results and discussion: Peptide fragments from the in vitro digestion of amaranth protein isolate were identified and other dozens of peptide sequences were found in rats after acute amaranth administration. A higher number of peptides were found in the serum in relation to the plasma of the animals. Remarkably, ALGV peptide was found in serum of rats. This peptide is present in amaranth protein, according to databases, and is similar to fragments that present hypocholesterolemic action. In the blood of hamsters it could be found six peptides with 100 per cent coverage and similarity to the database of amaranth proteins, deserving investigation about their effects. Amaranth protein was able to suppress hypercholesterolemia when the hypercholesterolemic diet was introduced in parallel with this ingredient, with values lower for group I in 72 per cent (triglycerides), 64 per cent (total cholesterol), 80 per cent (LDL-c) in relation to the H group. A lower concentration of cholesterol and total lipids were observed in the liver of the group I compared to the H group (177 x 464 mg cholesterol / 100 g of tissue, 2.06 x 2,86 g lipids / 100 g of tissue, respectively). Lipid parameters of blood, faeces and liver were similar to those of group N, whose diet followed the recommendation for rodents. There was greater excretion of total cholesterol in group I in relation to group H, but there was no greater excretion of bile acids in feces, indicating that the effect of amaranth protein may be due to increased transintestinal cholesterol excretion, decreased micellar solubilization of cholesterol and / or modification in the expression of cholesterol transport related proteins in the intestine. There was no change in the expression of the genes analyzed in this study, but amaranth reduced the activity of the Hmgcr enzyme. It is postulated that parameters such as Ldlr expression and Acat activity are altered by amaranth intake. The fatty acid profile was also modified in order to assimilate to the N group, but inflammatory parameters related to amaranth intake should be verified due to the higher proportion of arachidonic acid in relation to the higher proportion of arachidonic acid in relation to the other groups studied. Conclusion: The bioavailability of amaranth peptides and hypocholesterolemic and hypolipidemic activity in several metabolic pathways is verified, therefore promoting cardiovascular protection.

Estudamos a ação das proteases bothropasina e Bothrops protease A, do veneno da serpente Bothrops jararaca, sobre o fibrinogênio (FBG), fibronectina (FN) e cininogênio (HK), como ferramenta para geração de peptídeos bioativos. As sequências primárias dos produtos de digestão foram identificadas por espectrometria de massas, com as buscas direcionadas por peptídeos em comum gerados pelas duas proteases. Foram encontradas oito sequências em comum provenientes do FBG e onze, da FN. Apenas a bothropasina clivou o HK, liberando desArg9BK. Foram sintetizados peptídeos derivados do FBG (FBG1-6) e da FN (FN1-4), além de des-Arg9-BK. Oito peptídeos apresentam potencial atividade antiangiogênica predita in silico. Observamos a inibição da elastase (28-20%) causada por FBG1-2-5-6. A melhor inibição da trombina foi de 17%, por FBG1. Contudo, a maioria dos peptídeos intensificou sua atividade. Por fim, este trabalho sugere que as proteases de veneno de serpentes podem ser usadas como ferramentas para processar componentes do plasma, visando à busca por peptídeos bioativos. / We studied the action of the proteases bothropasin and Bothrops protease A purified from the venom of snake Bothrops jararaca upon fibrinogen (FBG), fibronectin (FN) and kininogen (HK), as a tool to generate bioactive peptides. The primary sequences of the digestion products were identified by mass spectrometry and we focused the search for common peptides released by both proteases simultaneously. Sequences in common released by both proteases were found, being eight peptides from FBG, and 11 from FN. Only bothropasin was able to cleave HK releasing des-Arg9-BK. Peptides from fibrinogen (FBG1-6) and from fibronectin (FN1-4), as well as the des-Arg9-BK were synthetized. Eight peptides have potential antiangiogenic predicted in silico. We observed the inhibition of elastase (28-20%) caused by FBG1-2-5-6. The best inhibition of thrombin was 17% by FBG1. However, most of the peptides intensified its activity. Finally, this work suggests that the snake venom protease can be used as tools to process plasma components in order to search for bioactive peptides.

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Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) plays an important role in this context, since it provides informations about the interactions in target binding solution of biologically active molecules. Thus, this study aims to observe the intramolecular interactions of peptides clavanin A, Cm-p1 and [Phe3]Cm-p1. The clavanin peptide is found in tunicate blood cells Styela clava, and presents a broad spectrum of activity against Gram-positive and Gram-negative bacteria, and against several kinds of fungi. The Cm-p1 peptide can be extracted from the crude extract of the marine snail Cenchritis muricatus, and shows activity against yeasts and filamentous fungi. The peptide [Phe3]Cm-p1 corresponds to Cm-p1 peptide modified with a change in residue position 3. Circular dichroism spectroscopy was used in the observation of secondary structure of peptide, and the informations provided by NMR were used in the studies of molecular modeling. The clavanin peptide in the presence of TFE (2,2,2-trifluoroethanol), presented a amphipathic alpha-helices from Phe-2 to Val-22 residues. The Cm-p1 peptide was structured in α-helix, short amphipathic, in the presence of micelles of SDS-d25 between Arg-2 and Ile-6 residues. The peptide [Phe3]Cm-p1 in the presence of micelles SDS-d25 (sodium dodecyl sulfate) is structured between Arg-2 and Gln-9, showing that the addition of a hydrophobic residue in position 3 provided a greater interaction peptide-micelle, as noted by the smaller diffusion of the peptide [Phe3]Cm-p1 relative to Cm-p1 peptide. All the obtained structures showed good quality and geometry, as revealed by the validation study. NMR spectroscopy provided information about the intramolecular interactions of peptides clavanin A, Cm-p1 and [Phe3]Cm-p1. It was possible to assign the residues which were important in the interactions between the peptides and the environment. This knowledge is essential in the development of new drugs. / Os peptídeos antimicrobianos estão ganhando cada vez mais importância na área farmacêutica, pela sua elevada afinidade e seletividade para interagir com alvos em conjunto com seu perfil de baixa toxicidade. O aumento do número de peptídeos que entraram em ensaios clínicos é um triunfo significativo para biologia estrutural, com a busca cada vez maior por peptídeos que cumpram os critérios exigidos em termos de custo, estabilidade, longa meia-vida e biodisponibilidade. Essa busca pode ser facilitada pelo melhor entendimento dos mecanismos de ação, dinâmica e cinética de biomoléculas. Nesse contexto se encontra a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), que possui um papel de destaque no estudo das interações em solução ligante-alvo de moléculas biologicamente ativas. Desta forma, o presente estudo teve como objetivo observar as interações moleculares dos peptídeos clavanin A, Cm-p1 e [Phe3]Cm-p1. O peptídeo clavanin A é encontrado nas células do sangue do tunicado Styela clava, ele apresenta um amplo espectro de atividades contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, além de vários fungos. O peptídeo Cm-p1 pode ser extraído do extrato bruto do caracol marinho Cenchritis muricatus, ele apresenta atividade contra leveduras e fungos filamentosos. O peptídeo [Phe3]Cm-p1 corresponde ao peptídeo Cm-p1 modificado, com uma modificação na posição do resíduo 3. Nos estudos foram empregadas as espectroscopias de dicroísmo circular, na observação da estrutura secundária do peptídeo e RMN, nos estudos de modelagem molecular. O peptídeo clavanin A, na presença de TFE (2,2,2-trifluoroetanol), apresentou uma estrutura em α-hélice anfipática do resíduo de Phe-2 à Val-22. O peptídeo Cm-p1 se estruturou em α-hélice pouco anfipática na presença de micelas de SDS-d25 entre os resíduos Arg-2 e Ile-6. Já o peptídeo [Phe3]Cm-p1 na presença de micelas de SDS-d25 (Dodecil sulfato de sódio) se estruturou entre os resíduos Arg-2 e Gln-9, mostrando que a adição de um resíduo hidrofóbico na posição 3 proporcionou uma maior interação peptídeo-micela, como observado pela menor difusão, do peptídeo [Phe3]Cm-p1 em relação ao peptídeo Cm-p1. Todas as estruturas obtidas apresentaram boa qualidade e geometria, conforme mostraram as validações empregadas. A espectroscopia de RMN forneceu informações a respeito das interações intramoleculares dos peptídeos clavanin A, Cm-p1 e [Phe3]Cm-p1, possibilitando descrever os resíduos importantes nas interações moleculares com meio. As informações levantadas neste estudo são essenciais a futuras pesquisas para o desenvolvimento de fármacos a partir desses peptídeos.

Introdução: Doenças cardiovasculares constituem importante causa de morte em todo mundo e a hipercolesterolemia está diretamente relacionada a elas. A dieta desempenha papel importante neste processo e alguns alimentos como o feijão caupi (Vigna unguiculata L. Walp), especialmente sua proteína, tem sido apontado com potencial capacidade de redução do colesterol plasmático. Os efeitos hipocolesterolêmicos já observados indicaram o uso da proteína do feijão caupi, ou dos seus peptídeos, como ingrediente funcional de alimentos para a promoção da saúde e a redução do risco de doenças. Entretanto, as consequências da digestão gastrointestinal na absorção destes peptídeos são claramente complexas tornando essenciais estudos in vitro e in vivo para avaliar a sua bioacessibilidade e sua resistência à degradação gastrointestinal, além da disponibilidade e real eficácia destes peptídeos. Objetivo: Analisar a biodisponibilidade de peptídeos e avaliar parâmetros ligados ao metabolismo do colesterol em modelos animais após ingestão de isolado proteico de feijão caupi. Métodos: A farinha de feijão caupi foi desengordurada e sua proteína isolada. O isolado proteico foi submetido a métodos de hidrólise in vitro, para verificação das frações peptídicas formadas e inferência sobre a capacidade de ligação à albumina. Dois experimentos in vivo foram conduzidos. No primeiro, o isolado proteico do feijão caupi foi administrado a ratos e a concentração dos peptídeos monitorada no sangue, por 2 horas. O experimento in vivo 2 consistiu na alimentação de hamsters com dietas normo (N) - e hipercolesterolêmicas por 21 dias, contendo a proteína do feijão caupi como única proteína da ração (I), comparada ao controle de caseína (H). Neste experimento foram analisados no plasma: colesterol total (CT) e frações (LDLc, VLDLc e HDLc), triglicerídeos (TG) e peptídeos; nas fezes: colesterol total (CF) e ácidos biliares (AB); no fígado: colesterol (CH) e lipídeos totais (LH), HMGCR (atividade enzimática e expressão) e expressão de SREBP2, LDLR, ABCA1, ABCG1, ABCG5, ABCG8, LXRa e AMPK. Resultados: Os peptídeos identificados a partir da hidrólise proteica do feijão caupi, ou a partir do plasma dos animais estudados não evidenciaram similaridades entre os experimentos ou corresponderam a sequências previamente identificadas para o feijão caupi a partir de banco de dados. CT, VLDLc, HDLc, TG, CH dos hamsters foram maiores nos grupos H e I quando comparado ao N; LDLc foi maior para I comparado aos demais; LH foi maior em H comparado a N, sendo que I não diferiu dos demais; CF foi maior para I comparado a N, sendo que H não diferiu dos demais. A expressão de ABCA1 foi maior para I em relação aos demais; LXRa foi maior para I em relação a H, mas N não diferiu dos demais; SREBP2 foi menor em H em comparação aos demais; HMGCR foi mais expressa em N em comparação aos demais, ao passo que a atividade desta enzima foi maior em I quando comparado a N, sendo que H não diferiu dos demais. Não houve diferença entre os grupos quanto a AB ou expressão de ABCG8 ou AMPK. Não foram obtidos resultados de expressão para LDLR, ABCG1 e ABCG5. Conclusão: Apesar de pesquisas anteriores a este trabalho terem evidenciado a capacidade do isolado proteico do feijão caupi em inibir a atividade da HMGCR, inibir a solubilização micelar ou melhorar o perfil de lipídeos plasmáticos, no trabalho atual esta matéria prima não mostrou atuação positiva quanto ao metabolismo do colesterol de hamsters nas condições experimentais utilizadas. Os fragmentos indicados como peptídeos obtidos a partir da hidrólise proteica do feijão caupi, ou do plasma dos animais estudados não corresponderam a peptídeos com comprovada, ou até mesmo, com indicação de bioatividade / Introduction: Cardiovascular diseases are important cause of death worldwide and hypercholesterolemia is directly related to them. Diet plays an important role in this process and some foods such as cowpea (Vigna unguiculata L. Walp), especially its protein, have been shown to have a potential for reducing plasma cholesterol. The hypocholesterolemic effects already observed indicated the use of cowpea protein, or its peptides, as a functional food ingredient for health promotion and reduction of disease risk. However, the consequences of gastrointestinal digestion on the absorption of these peptides are clearly complex, making in vitro and in vivo studies essential to assess their bioaccessibility and resistance to gastrointestinal degradation, as well as the availability and actual efficacy of these peptides. Objectives: To analyze the bioavailability of peptides and evaluate parameters related to cholesterol metabolism in animal models after ingestion of protein isolate of cowpea. Methods: Cowpea flour was defatted and its protein isolated. The protein isolate was subjected to in vitro hydrolysis methods to verify the formed peptide fractions and inference about albumin binding ability. Two in vivo experiments were conducted. In the first, the cowpea protein isolate was administered to rats and the concentration of the peptides monitored in the blood for 2 hours. The in vivo experiment 2 consisted of feeding hamsters with normal (N) - and hypercholesterolemic diets for 21 days, containing the cowpea protein as the sole dietary protein (I), compared to casein control (H). In this experiment were analyzed in the plasma: total cholesterol (TC) and fractions (LDLc, VLDLc and HDLc), triglycerides (TG) and peptides; In feces: total cholesterol (CF) and bile acids (AB); In the liver: cholesterol (CH) and total lipids (LH), HMGCR (enzymatic activity and expression) and expression of SREBP2, LDLR, ABCA1, ABCG1, ABCG5, ABCG8, LXRa and AMPK. XX. Results: The peptides identified from the protein hydrolysis of cowpea or from the plasma of the animals studied did not show similarities among the experiments or correspond to sequences previously identified for the cowpea from the database. CT, VLDLc, HDLc, TG, CH of hamsters were higher in groups H and I when compared to N; LDLc was higher for I compared to the others; LH was higher in H compared to N, and I did not differ from the others; CF was higher for I compared to N, and H did not differ from the others. The expression of ABCA1 was higher for I than the others; LXRa was higher for I than H, but N did not differ from the others; SREBP2 was lower in H compared to the others; HMGCR was more expressed in N compared to the others, whereas the activity of this enzyme was higher in I when compared to N, and H did not differ from the others. There was no difference between groups regarding AB or expression of ABCG8 or AMPK. No expression results were obtained for LDLR, ABCG1 and ABCG5. Conclusion: Although previous research to this work evidenced the ability of the cowpea protein isolate to inhibit HMGCR activity, inhibit micellar solubilization or improve the plasma lipid profile, in the current work this raw material did not show a positive cholesterol metabolism of hamsters under the experimental conditions used. The fragments indicated as peptides obtained from the protein hydrolysis of cowpea beans, or from the plasma of the animals studied did not correspond to peptides with proven, or even, with indication of bioactivity

Estudamos a ação das proteases bothropasina e Bothrops protease A, do veneno da serpente Bothrops jararaca, sobre o fibrinogênio (FBG), fibronectina (FN) e cininogênio (HK), como ferramenta para geração de peptídeos bioativos. As sequências primárias dos produtos de digestão foram identificadas por espectrometria de massas, com as buscas direcionadas por peptídeos em comum gerados pelas duas proteases. Foram encontradas oito sequências em comum provenientes do FBG e onze, da FN. Apenas a bothropasina clivou o HK, liberando desArg9BK. Foram sintetizados peptídeos derivados do FBG (FBG1-6) e da FN (FN1-4), além de des-Arg9-BK. Oito peptídeos apresentam potencial atividade antiangiogênica predita in silico. Observamos a inibição da elastase (28-20%) causada por FBG1-2-5-6. A melhor inibição da trombina foi de 17%, por FBG1. Contudo, a maioria dos peptídeos intensificou sua atividade. Por fim, este trabalho sugere que as proteases de veneno de serpentes podem ser usadas como ferramentas para processar componentes do plasma, visando à busca por peptídeos bioativos. / We studied the action of the proteases bothropasin and Bothrops protease A purified from the venom of snake Bothrops jararaca upon fibrinogen (FBG), fibronectin (FN) and kininogen (HK), as a tool to generate bioactive peptides. The primary sequences of the digestion products were identified by mass spectrometry and we focused the search for common peptides released by both proteases simultaneously. Sequences in common released by both proteases were found, being eight peptides from FBG, and 11 from FN. Only bothropasin was able to cleave HK releasing des-Arg9-BK. Peptides from fibrinogen (FBG1-6) and from fibronectin (FN1-4), as well as the des-Arg9-BK were synthetized. Eight peptides have potential antiangiogenic predicted in silico. We observed the inhibition of elastase (28-20%) caused by FBG1-2-5-6. The best inhibition of thrombin was 17% by FBG1. However, most of the peptides intensified its activity. Finally, this work suggests that the snake venom protease can be used as tools to process plasma components in order to search for bioactive peptides.

Peptídeos com ação inibitória sobre a enzima conversora de angiotensina I (ECA) e com o potencial de reduzir a pressão arterial têm sido obtidos a partir de diferentes tipos de alimentos ou matérias-primas, sendo grande o interesse em aproveitar resíduos da indústria alimentícia como fontes desses peptídeos. Neste aspecto, as amêndoas de cupuaçu (Theobroma grandiflorum S.), que são em sua maioria descartadas pela indústria, apresentam um teor considerável de proteínas e poderiam ser aproveitadas como fontes de peptídeos inibidores da ECA. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar se o concentrado proteico obtido a partir de amêndoas fermentadas de cupuaçu após ser submetido à hidrólise com a enzima pepsina poderia gerar peptídeos com ação inibitória sobre a ECA in vitro. Foi observado que após a hidrólise do concentrado proteico com pepsina por 1h foi obtido um efeito de 50 % de inibição da ECA, em ensaio realizado com o substrato Abz-FRK(Dnp)-P-OH. Posteriormente, esse hidrolisado foi submetido ao fracionamento por cromatografia em fase reversa (RP-HPLC) e resultou em cinco frações (F1-F5), das quais a terceira teve uma subfração (F3.1) com quatro novos peptídeos identificados por LC-MS/ MS com potencial em inibir a ECA. Esses quatro peptídeos (FWVAM, YRLAF, LGYFK, VTTVVTGLTF) foram sintetizados e submetidos aos ensaios para a determinação do IC50 e Ki. Os peptídeos YRLAF e LGYFK, que apresentaram mecanismo de inibição do tipo competitivo e acompetitivo, respectivamente, tiveram valores de IC50 de 4.73 e 11.11µM, e de Ki de 9.14 e 8.15 µM. Dentre os peptídeos identificados merece destaque VTTVVTGLTF que demonstrou ser um inibidor do tipo acompetitivo e apresentou as menores IC50 (0.70 µM) e Ki (2.79 µM). Em contraste, FWVAM atuou como substrato da ECA e não peptídeo inibidor. A partir dos resultados obtidos neste estudo fica demonstrado que as amêndoas fermentadas de cupuaçu podem ser fonte de peptídeos com ação inibitória da ECA, com potencial efeito anti-hipertensivo a ser, futuramente, investigado a partir de estudos in vivo. / Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory peptides with the potential to reduce blood pressure have been obtained from different types of food or raw materials, and there is a great interest in utilize residues from the food industry as sources of peptides. In this regard, cupuassu almonds (Theobroma grandiflorum S.), which are mostly discarded by the industry, has a considerable protein content and could be used as source of ACE-inhibiting peptides. Thus, the objective of this work was to verify if the protein concentrate obtained from fermented almonds of cupuassu after being submitted to the hydrolysis with the enzyme pepsin could generate peptides with inhibitory activity on ACE in vitro. In this study it was observed that after hydrolysis of the protein concentrate with pepsin for 1 h, a 50% effect of ACE inhibition was obtained in an assay performed with the Abz-FRK (Dnp) -P-OH substrate. Posteriorly, the hydrolyzate was subjected to fractionation by reverse phase chromatography (RP-HPLC) and resulted in five fractions (F1-F5), of which the third had a subfraction (F3.1) with four new peptides identified by LC-MS / MS with the potential to inhibit ACE. These four peptides (FWVAM, YRLAF, LGYFK, VTTVVTGLTF) were synthesized and assayed for IC50 and Ki. The YRLAF and LGYFK peptides, which showed a competitive and uncompetitive type inhibition mechanism respectively, presented IC50 values of 4.73 and 11.11µM, and the values for Ki were 9.14 and 8.15 µM. Among the peptides identified, it is possible to highlight VTTVVTGLTF, which was shown to be an inhibitor of the uncompetitive type and presented the lowest value for IC50 (0.70 µM) and Ki (2.79 µM). While FWVAM acted as a substrate of the ACE and not as an inhibitory peptide. From the results obtained in this study it is demonstrated that cupuassu fermented almonds can be a source of peptides with ACE inhibitory activity with potential antihypertensive effect to be further investigated from in vivo studies.

Introdução: Doenças cardiovasculares constituem importante causa de morte em todo mundo e a hipercolesterolemia está diretamente relacionada a este problema de saúde pública. A dieta desempenha papel importante neste processo e alguns alimentos, como o amaranto (Amaranthus cruentus L. BRSAlegria), têm mostrado capacidade de redução do colesterol plasmático. Estudos sugerem que este efeito está relacionado a peptídeos liberados durante a digestão das proteínas, os quais atuam na modulação do metabolismo lipídico. Considerando-se que os efeitos da digestão gastrointestinal e da absorção destes peptídeos são claramente complexos torna-se importante a realização de estudos visando avaliar bioacessibilidade e mecanismos de ação destes peptídeos nos locais alvo do organismo. Objetivo: Analisar a biodisponibilidade de peptídeos em modelos animais após ingestão de isolado proteico de amaranto e relacioná-la com parâmetros ligados ao metabolismo do colesterol. Métodos: O amaranto teve sua proteína isolada. Os peptídeos da proteína do amaranto foram analisados após digestão in vitro. Dois experimentos in vivo foram conduzidos: um de fase aguda e outro de média duração. No primeiro, o isolado proteico de amaranto foi administrado a ratos e os peptídeos no sangue foram monitorados por 2 horas para verificação de fragmentos que resistissem à digestão gastrointestinal. O experimento in vivo 2 consistiu na alimentação de 3 grupos de hamster, um com dieta recomendada pela AIN93 (grupo N) e dois com dietas hipercolesterolêmicas por 21 dias, contendo a proteína de amaranto como única proteína da ração (grupo I), comparada ao controle de caseína (grupo H). Neste experimento foram analisados no plasma: peptídeos, colesterol total e frações; nas fezes: colesterol total e ácidos biliares; no fígado: colesterol, lipídeos totais, ácidos graxos, atividade enzimática da Hmgcr, expressão de Hmgcr, Srebf2, Lxr, Abca1, Abcg8 e Ampk. Resultados e discussão: Foram identificados fragmentos peptídicos provenientes da digestão in vitro do isolado proteico de amaranto, e outras dezenas de sequencias peptídicas em ratos após administração aguda de amaranto foram analisadas. Destaca-se a identificação do peptídeo ALGV, presente em proteína do amaranto de acordo com banco de dados, e similar a fragmentos com ação hipocolesterolemizante. No sangue de hamsters foram encontrados seis peptídeos com 100 por cento de cobertura e similaridade a base de dados de proteínas de amaranto, merecendo investigação sobre seus efeitos. Verificou-se que o isolado proteico de amaranto foi capaz de suprimir a hipercolesterolemia quando a dieta hipercolesterolemizante foi introduzida em paralelo a este ingrediente, com valores inferiores em 72 por cento (triglicerídeos), 64 por cento (colesterol total), 80 por cento (LDL-c) do grupo I em relação ao grupo H. Foi observada ainda menor concentração de colesterol e lipídeos totais no fígado dos animais do grupo I em relação ao grupo H (177 x 464 mg de colesterol/100 g de tecido; 2,06 x 2,86 g de lipídeos/100 g de tecido, respectivamente). Parâmetros lipídicos do sangue, das fezes e do fígado foram similares aos do grupo N, cuja dieta seguiu a preconização para roedores. Foi observada maior excreção de colesterol total no grupo I em relação ao grupo H, mas não houve maior excreção de ácidos biliares nas fezes. Não houve mudança na expressão dos genes analisados neste estudo, mas o amaranto reduziu a atividade da enzima Hmgcr. Postulase que parâmetros como expressão de Ldlr e atividade da Acat sejam alterados pela ingestão de amaranto. O perfil de ácidos graxos também foi modificado de forma a se assimilar ao grupo N, porém deve-se verificar parâmetros inflamatórios devido à maior proporção de ácido araquidônico em relação aos demais grupos estudados. Conclusão: Verifica-se biodisponibilidade dos peptídeos do amaranto e ação hipocolesterolemizante e hipolipemiante em diversas vias metabólicas, promovendo proteção cardiovascular. / Introduction: Cardiovascular diseases are important causes of death worldwide, and hypercholesterolemia is directly related to this public health problem. Diet plays an important role in this process and some foods such as amaranth (Amaranthus cruentus L. BRS-Alegria) have been shown to reduce plasma cholesterol. Studies suggest that this effect is related to peptides released during the digestion of proteins, which would play an important role in the modulation of lipid metabolism. Considering that the effects of gastrointestinal digestion and the absorption of these peptides are clearly complex, it is important to carry out studies aiming to evaluate their bioaccessibility and evaluation of the mechanisms of action of these peptides in the target sites of the organism. Objective: To analyze the bioavailability of peptides in animal models after ingestion of amaranth protein isolate and to relate it to parameters associated to cholesterol metabolism. Methods: The amaranth was crushed, the flour was defatted and its protein isolated. Amaranth peptides were analysed after in vitro digestion. Two in vivo experiments were conducted: one of acute phase and one of medium duration. In the first, the amaranth protein isolate was administered to rats and the peptides in the blood were monitored for 2 hours to check for fragments that resisted gastrointestinal digestion. The in vivo experiment 2 consisted of feeding three groups of hamsters, one with a diet recommended by AIN93 (group N) and two with hypercholesterolemic diets for 21 days, containing amaranth protein as the only dietary protein (group I), compared to casein control (group H). In this experiment were analyzed in the plasma: peptides, total cholesterol and fractions; In feces: total cholesterol and bile acids; In the liver: cholesterol, total lipids, fatty acids, Hmgcr enzymatic activity, Hmgcr expression, Srebf-2, Lxr, Abca1, Abcg8 and Ampk. Results and discussion: Peptide fragments from the in vitro digestion of amaranth protein isolate were identified and other dozens of peptide sequences were found in rats after acute amaranth administration. A higher number of peptides were found in the serum in relation to the plasma of the animals. Remarkably, ALGV peptide was found in serum of rats. This peptide is present in amaranth protein, according to databases, and is similar to fragments that present hypocholesterolemic action. In the blood of hamsters it could be found six peptides with 100 per cent coverage and similarity to the database of amaranth proteins, deserving investigation about their effects. Amaranth protein was able to suppress hypercholesterolemia when the hypercholesterolemic diet was introduced in parallel with this ingredient, with values lower for group I in 72 per cent (triglycerides), 64 per cent (total cholesterol), 80 per cent (LDL-c) in relation to the H group. A lower concentration of cholesterol and total lipids were observed in the liver of the group I compared to the H group (177 x 464 mg cholesterol / 100 g of tissue, 2.06 x 2,86 g lipids / 100 g of tissue, respectively). Lipid parameters of blood, faeces and liver were similar to those of group N, whose diet followed the recommendation for rodents. There was greater excretion of total cholesterol in group I in relation to group H, but there was no greater excretion of bile acids in feces, indicating that the effect of amaranth protein may be due to increased transintestinal cholesterol excretion, decreased micellar solubilization of cholesterol and / or modification in the expression of cholesterol transport related proteins in the intestine. There was no change in the expression of the genes analyzed in this study, but amaranth reduced the activity of the Hmgcr enzyme. It is postulated that parameters such as Ldlr expression and Acat activity are altered by amaranth intake. The fatty acid profile was also modified in order to assimilate to the N group, but inflammatory parameters related to amaranth intake should be verified due to the higher proportion of arachidonic acid in relation to the higher proportion of arachidonic acid in relation to the other groups studied. Conclusion: The bioavailability of amaranth peptides and hypocholesterolemic and hypolipidemic activity in several metabolic pathways is verified, therefore promoting cardiovascular protection.

O Câncer é uma doença responsável pelos maiores índices de morbidade e mortalidade em todo o mundo. A ocorrência do câncer é relacionada com vários fatores, entre eles, ambientais, nutricionais, genéticos, infecções virais e estilo de vida. Devido a complexidade da doença, há uma busca incessante em novos tratamentos. Atualmente, os medicamentos conhecidos, além de danificar células anormais prejudicam células saudáveis, o que causa efeitos colaterais e toxicidade. Algumas moléculas, por exemplo peptídeos, possuem a capacidade de interagir com proteínas de membrana de células cancerígenas, atuando diretamente nestas células. Estes peptídeos podem ser obtidos a partir da hidrólise de diferentes fontes de proteínas com a utilização de peptidases de origem microbiana. O objetivo do presente estudo foi produzir e purificar peptidases de dois fungos, Eupenicillium javanicum e Myceliophthora thermophila, realizar ensaios de caracterização bioquímica e eficiência catalítica destas enzimas, aplica las na obtenção de peptídeos bioativos a partir de proteínas do leite, ovo e gelatina, e avaliar a atividade antioxidante (in vitro) e atividade antitumoral (in vitro e in vivo) destes peptídeos. Foram produzidas e purificadas duas peptidases, uma metalopeptidase (E. javanicum) e uma serinopeptidase (M. thermophila), o ensaio de cinética enzimática mostrou maior eficiência catalítica na utilização de substratos com alanina na posição P\'2 e tirosina na posição P\'1 da cadeia polipeptídica, respectivamente para cada uma das enzimas. Os peptídeos, produzidos a partir de caseína, apresentaram maior atividade de sequestro de radicais e de quelar ferro. Peptídeos de soro de leite e gelatina inibiram o crescimento de células tumorais de câncer oral e melanoma (in vitro). Peptídeos de soro de leite produzidos por ambas as peptidases reduziram o volume tumoral (células Cal27) em camundongos imunodepriminidos. Ensaios proteômicos destes tumores, com comparação entre grupos tratados e sem tratamento, mostraram que algumas vias envolvidas com a apoptose podem estar envolvidas na redução do volume dos tumores do camundongos tratados com peptídeos obtidos de soro de leite / The cancer is a disease responsible to the higher levels of mortality and morbity around the world. This disease is related to many factors, as environment, nutrition, genetic, virus infection and life style.The complexity of this disease increases the research of new treatments. Currently, the medicines damage both, normal and cancer cells, it promotes side effects and toxicity. Some molecules present specificity and bind to proteins from membranes of cancer cells, some examples are peptides. Peptides can be obtained from proteins by hydrolisys with microrbial proteases. The aim of this study was to produce and purify two proteases from fungi, Eupenicillium javanicum and Myceliophthora thermophila. Biochemical characterization and kinetic assays of these enzymes were evaluated. And then, the proteases were applied on obtention of peptides from milk, egg and gelatin proteins, and the antioxidant (in vitro) and antitumoral activity (in vitro e in vivo) of these peptides were evaluated. The purified enzymes belong to metalo (E. javanicum) and serine (M. thermophila) protease classes, the kinetic assay showed higher catalytic efficiency with tyrosine at P\'1 position and alanine at P\'2 position of polypeptide chain of substrate, to metalo and serine protease, respectively. The peptides from casein presented capacity to scavenge free radicals and to quelate iron. Peptides derived from whey and gelatin inhibited the grown of oral cancer and melanoma cells (in vitro). Peptides obtained from whey decreased the tumor volume of immunosupressed mice. Proteomic assays of these tumors, when compared treatment and control group, showed that peptides can be envolved in some apoptosys pathway and it influences the tumor volume, cosequently, it is decreased on treatment with peptides derived from milk whey