seminário peptídeos bioativos
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Universidade Estadual de CampinasFaculdade de Engenharia de AlimentosDepartamento de Ciência de Alimentos
Produção em Escala Industrial de Peptídeos Bioativos de Grau Farmacêutico
Camilo Barroso Teixeira
Dra. Gabriela Alves Macedo(Bioquímica – DCA/FEA/Unicamp)
Introdução
• Efeitos colaterais dos fármacos tradicionais (ex:antibióticos);• Estudos apontando efeitos fisiológicos benéficos de peptídeos
presentes em alimentos;• Bioespecificidade, baixa toxicidade, obtidos de resíduos da
indústria de alimentos;• Produção feita por tecnologia de transgênicos recombinantes
e métodos sintéticos;• Produção por hidrólise enzimática de proteínas de resíduos da
indústria de alimentos como alternativa.
Peptídeos Bioativos
• Hidrolisados protéicos que podem induzir efeitos fisiológicos benéficos;
• Os fragmentos não apresentam mesma atividade que a proteína;
• Pode ser hidrolisado in vitro ou in vivo;• Atividade antimicrobiana, antihipertensiva,
citomodulatória, imunomodulatório;
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Processo
Mais viáveis econom.
Matéria-prima
• Proteínas de Alimentos;• Resíduos agroindustriais (pele de peixe, ossos,
resíduos de grãos);• Enzimas: proteases vegetais, animais e microbianas;• Bacillus sp., Bifidobacterium, Bactérias láticas;• Menor custo de cultivo e menor tempo de síntese;
maior facilidade de extração e purificação;• Bactérias láticas: endopeptidases, aminopeptidases,
tripeptidases e dipeptidases;
Hidrólise Protéica
• Hidrólise enzimática in vivo e in vitro; fermentação microbiana in situ;
• Enzimas imobilizadas: redução do custo de catalisador;
• Processos contínuos: maior eficiência e menor custo de produção;
• Utilização de sistemas combinados de reação e purificação (Ex: reatores de membrana de ultrafiltração)
Fermentação Microbiana in situ
• Influências dos parâmetros de crescimento (condições do inóculo e do meio de fermentação);
• Expressão de genes transcritos das enzimas é controlada pela concentração de peptídeos no meio;
• Tem melhor expressão em meios sintéticos;• Maior custo de purificação;
Reator de Membrana
Purificação dos Compostos
Purificação
• Ultrafiltração, cromatografia de troca iônica, Filtração em gel e Cromatografia Líquida;
• Processos muito caros para Escala Industrial; • Purificação representa 70% do custo de capital
e de operação;• Eletrofiltração por Membrana:• Otimizar transf. Massa: Tipo de membrana,
intensidade do campo elétrico, concentração de hidrolisado
Cromatografia Eletroforese
Ultrafiltração
Avaliação da Estrutura e Análise dos Compostos
• Análise da sequência de aminoácidos e propriedades físicas são usadas para predição dos efeitos fisiológicos;
• Ex: Antimicrobianos são curtos, hidrofóbicos e catiônicos;
• Inibidores de enz. De conversão de Angiotensina tem resíduo de prolina;
• Propriedade funcional determinada pela estrutura 3D;
• Métodos: Cristalografia de raio-X; espectroscopia de massa; RMN
• Métodos que quantificam a relação entre estrutura e atividade (QSAR): Robbeta, PepLook, PEPstr.
Bioinformática
• Conhecimento do efeito estrutura-atividade biológica;
• Desenvolver e projetar peptídeos e simulação de modelos preditivos;
• Bancos de dados: seleção de proteínas/enzimas, reação de hidrólise e caracterização;
• Modelo de predição relação Estrutura-Atividade usada para identificar a potência de inibidores de enzimas conversoras de Angiotensina 1 (ACE);
Ciclo de Desenvolvimento de Fármacos
• Ciclo de Desenvolvimento: Descoberta e Desenvolvimento de Pesquisa; Revisão Regulatória e Aprovação; Comercialização.
• 10-12 anos entre a descoberta e a comercialização do fármaco;
• Órgãos reguladores menos tolerantes: risco de segurança e efetividade fisiológica dos fármacos;
• Peptídeos como solução: mais seguros, menor acúmulo nos tecidos;
• Desafios: Baixa solubilidade e dificuldade no transporte e entrega; Baixa estabilidade e Risco de efeitos desconhecidos;
• As características físicas responsáveis pela bioatividade também são pela solubilidade e permeabilidade da membrana
• Encapsulamento: polímeros , lipossomos