Péptidos bioactivos identificados en hidrolizados enzimáticos de caseínas lácteas y procedimiento de obtención.

La invención consiste en la producción de productos bioactivos derivados de las proteínas lácteas para producción de lactoproductos bioactivos derivados de proteínas de lacteas en especial caseinas. Los diez péptidos objeto de la patente se pueden obtener químicamente, biotecnológicamente o por tratamiento enzimático a partir de proteínas que los contengan y dan lugar a péptidos con actividad antimicrobiana, inhibidora de la enzima convertidora de la anqiotensina in vitro y/o actividad antihipertensiva y/o actividad antioxidante. Estos productos nutraceúticos, ya sea como hidrolizado o como péptido biactivos, son tanto útiles para la industria alimentaria como para la farmacéutica

Péptidos bioactivos identificados en hidrolizados enzimáticos de caseínas lácteas y procedimiento de obtención.

Sector de la técnica

La invención consiste en la producción de productos bioactivos derivados de las proteínas lácteas. Estas proteínas dan lugar, tras un tratamiento enzimático, a péptidos con actividad antimicrobiana y/o actividad inhibidora de la enzima convertidora de angiotensina (actividad IECA) in vitro y/o actividad antihipertensiva y/o actividad antioxidante, que pueden aplicarse a la industria alimentaria y farmacéutica.

Estado de la técnica

El papel de la leche en la nutrición humana es esencial desde el momento del nacimiento y constituye un alimento con un alto valor nutritivo y funcional. El reciente desarrollo de nuevas técnicas biotecnológicas y de separación permite el fraccionamiento de distintos componentes de la leche para ser usados con nuevos propósitos alimenticios o no alimenticios y, de este modo, están apareciendo nuevas aplicaciones que contribuyen a aumentar su consumo. Así, distintas empresas dedicadas a la producción de proteínas aisladas a partir de fracciones de la leche, están interesadas en aumentar y diversificar los usos de algunos componentes, como las caseínas y las seroproteínas. Este es el caso de las industrias dedicadas a la producción de lactoferrina, utilizada como agente antimicrobiano y que ya se utiliza en alimentos infantiles, yogures, suplementos alimenticios, formulaciones especiales, productos dentales y dermatológicos. La lactoferrina también se emplea por su actividad antimicrobiana como aditivo en leche fresca para alargar su duración.

En los últimos años, los alimentos funcionales han irrumpido con fuerza en el sector alimentario, debido a la mayor concienciación de los consumidores de la relación existente entre la dieta y la salud. Dentro de los ingredientes funcionales, definidos como aquellos componentes que, incorporados al alimento, ejercen actividades biológicas específicas que van más allá del mero papel nutricional, ocupan un lugar destacado, por su diversidad y multifuncionalidad, los péptidos bioactivos. Estos péptidos corresponden a fragmentos inactivos dentro de la proteína precursora, pero que tras liberarse mediante procesos de hidrólisis in vivo y/o in vitro, ejercen distintas funciones fisiológicas en el organismo. Desde su descubrimiento, en 1979, se han descrito péptidos derivados de proteínas alimentarias con diferentes actividades biológicas: antimicrobiana, antihipertensiva, inmunomodulante, antitrombótica, opiácea, antioxidante, etc. Estos péptidos tienen un potencial uso alimentario y o farmacéutico y pueden liberarse mediante diversas estrategias, siendo la hidrólisis enzimática y la fermentación microbiana las más empleadas en la actualidad.

Entre los péptidos bioactivos, cabe destacar aquellos que ejercen propiedades antimicrobianas (R. Floris, I. Recio, B. Berkhout, y S. Visser, Antibacterial and antiviral effects of milk proteins and derivatives thereof, Current Pharmaceutical Design, 2003, 9: 1257-1275). La actividad antimicrobiana de la leche ha sido estudiada desde hace mucho tiempo y tradicionalmente se ha atribuido a distintas proteínas con actividad antimicrobiana presentes de este alimento (inmunoglobulinas, lactoferrina, lactoperoxidasa, lisozima, etc.). Sin embargo, recientemente, también se ha demostrado la actividad antimicrobiana de péptidos derivados de proteínas lácteas. Aunque hasta el momento no hay estudios concluyentes sobre el mecanismo de acción de los péptidos antimicrobianos derivados de las proteínas lácteas, resultados preliminares han descrito la capacidad de algunas de estas secuencias bioactivas de interaccionar y lisar las membranas bacterianas (D. Chapple, D. J. Mason, C. L. Joannou, E. W. Odell, V. Gant, R. W. Evans, Structure-function relationship of antibacterial synthetic peptides homologous to a helical surface region on human lactoferrin against Escherichia coli serotype O111, Infection and Immunity, 1998, 66, 2434-2440). Se han descrito péptidos con actividad antimicrobiana obtenidos a partir de hidrolizados enzimáticos de caseínas de origen bovino, como la a_s2-caseína (EP 1114060, Process for producing cationic peptides from biological fluids) y la ß-caseína y ?-caseína (WO99/26971, Antimicrobial peptides). Por procesos similares de hidrólisis se han aislado e identificado péptidos con propiedades antimicrobianas derivados de proteínas de suero, como la lactoferrina (WO2004/089986, Antimicrobial peptide from transferrin family).

Otro grupo de péptidos bioactivos de gran importancia es el de los péptidos con actividad antihipertensiva dada la elevada incidencia de enfermedades coronarias relacionadas con la hipertensión en países desarrollados. Muchos de estos péptidos actúan regulando el sistema renina-angiotensina mediante la inhibición de la enzima convertidora de angiotensina (ECA) (T. Takano, Milk derived peptides and hypertension reduction, International Dairy Journal, 1998, 8: 375-381) aunque no se descarta que puedan actuar mediante otros mecanismos. Se han descubierto distintos péptidos con actividad inhibidora de la ECA (IECA), obtenidos a partir de hidrolizados enzimáticos de caseínas (US 6514941, Method of preparing a casein hydrolysate enriched in anti-hypertensive peptides) y de proteínas de suero lácteo (WO01/85984, Enzymatic treatment of whey proteins for the production of antihypertensive peptides, the resulting products and treatment of hypertension in mammals). Estudios sobre la relación estructura/actividad de los péptidos con actividad antihipertensiva han puesto de manifiesto el papel fundamental de ciertos aminoácidos hidrofóbicos en el desarrollo de esta actividad (H.-S. Cheung, F.-L. Wang, M. A. Ondetti, E. F. Sabo, y D. W. Cushman, Binding of peptide substrates and inhibitors of angiotensin-converting enzyme. Importance of the COOH-terminal dipeptide sequence. Journal of Biological Chemistry 1980, 255: 401-407). La presencia de algunos de estos aminoácidos también ha sido considerada como esencial en el desarrollo de la actividad antioxidante y esta actividad ha adquirido una gran importancia en los últimos años (H. M. Chen, K. Muramoto, F. Yamauchi, K. Fujimoto y K. Nokihara, Antioxidative properties of histidine-containing peptides designed from peptide fragments found in the digests of a soybean protein, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1998, 46: 49-53). Diferentes enfermedades degenerativas, como el cáncer, el Alzheimer, las cataratas, o el propio envejecimiento están relacionadas con la oxidación de componentes celulares, lípidos, proteínas o ADN. Estas patologías pueden producirse como consecuencia del desequilibrio entre agentes oxidantes y los sistemas antioxidantes del organismo, por lo que la ingestión de compuestos antioxidantes en la dieta podría ser de utilidad en la prevención de este tipo de enfermedades. Además, estos compuestos antioxidantes presentes en los alimentos retardan los procesos de oxidación de las grasas, que se consideran responsables de alteraciones y de la aparición de olores y sabores desagradables en dichos alimentos. Recientes investigaciones han puesto de manifiesto la capacidad de distintas proteínas lácteas y de péptidos derivados de las mismas para ejercer una actividad antioxidante mediante diversos mecanismos de acción. Así, se han descrito péptidos con capacidad quelante de radicales libres procedentes de hidrolizados de caseínas (K. Suetsuna, H. Ukeda y H. Ochi, Isolation and characterization of free radical scavenging activities peptides derived from casein, Journal of Nutritional Biochemistry, 2000, 11:128-131; EP1188767, Isolated antioxidant peptides from casein and methods for preparing, isolating and identifying antioxidant peptides) y de proteínas de suero (B. Hernández-Ledesma, A. Dávalos, B. Bartolomé y L. Amigo, Preparation of antioxidant enzymatic hydrolyzates from a-lactalbumin and ß-lactoglobulin. Identification of active peptides by HPLC-MS/MS, Journal of Agricultural and Food Chemistry 2005, 53, 588-593). Además, las caseínas se han convertido en una fuente importante de péptidos con actividad inhibitoria de las enzimas catalizadoras de los procesos de oxidación de grasas (S. G. Rival, S. Fornaroli, C. G. Boeriu y H. J. Wichers, Caseins and casein hydrolysates. I. Lipoxygenase inhibitory properties, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2001, 49: 287-294).

La mayoría de los estudios llevados a cabo hasta el momento se han centrado en la actividad biológica de péptidos derivados de caseínas bovinas. Sin embargo, existen pocos datos acerca de las actividades biológicas ejercidas por péptidos procedentes de caseínas...

1. Péptido bioactivo caracterizado por

2. Péptido bioactivo según la reivindicación 1 de secuencias SEQ. ID. N°. 2, SEQ. ID. N°. 5, SEQ. ID. N°. 6, SEQ. ID. N°. 7, SEQ. ID. N°. 8, o SEQ. ID. N° 10 caracterizados por comprender la SEQ. ID. N°. 7.

3. Péptido bioactivo según la reivindicación 1 de secuencias SEQ. ID. N°. 1, SEQ. ID. N°. 3, SEQ. ID. N°. 4, o SEQ. ID. N° 9 caracterizados por comprender la SEQ. ID. N°. 1.

4. Péptido bioactivo según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por presentar actividad antimicrobiana frente a bacterias Gram-positivas

5. Péptido bioactivo según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por la secuencia de aminoácidos SEQ. ID. N° 3 y presentar actividad antimicrobiana frente a bacterias Gram-negativas como Escherichia coli.

6. Péptido bioactivo según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por la secuencia de aminoácidos SEQ. ID. N° 1 ó SEQ. ID. N°. 7 y presentar actividad IECA in vitro.

7. Péptido bioactivo según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por la secuencia de aminoácidos SEQ ID N° 7 y por presentar actividad antihipertensiva.

8. Péptido bioactivo según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado por la secuencia de aminoácidos SEQ ID N° 7 y por presentar actividad antioxidante mediante quelación de radicales de oxígeno.

9. Péptido bioactivo según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por obtenerse mediante un procedimiento de síntesis química o enzimática o mediante métodos recombinantes.

10. Péptido bioactivo según las reivindicaciones 9, caracterizado por obtenerse por un procedimiento de hidrólisis enzimática de a_s2-caseína o caseína entera o leche en sus diferentes formas de presentación, subproductos lácteos, o productos lácteos fermentados.

11. Procedimiento para producir cualquiera de los péptidos bioactivos según la reivindicación 1 a 8, caracterizado por:

12. Péptido bioactivo según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque para su obtención se emplean los procedimientos indicados en la reivindicación 11.

13. Producto bioactivo caracterizado porque contiene al menos alguno de los péptidos indicados en las reivindicaciones 1 a 3 al tratarse del propio hidrolizado enzimático, cualquiera de sus fracciones, o una purificación de los mismos.

14. Péptido bioactivo caracterizados por ser derivados o sales farmacéuticamente aceptables, o las mezclas de cualquiera de los productos bioactivos indicados en las reivindicaciones 1 a 10 y 12 y 13.

15. Composición farmacéutica caracterizada por comprender al menos alguno de los productos bioactivos con actividad antimicrobiana y/o actividad IECA in vitro y/o actividad antihipertensiva in vivo y/o actividad antioxidante según las reivindicaciones 1 a 10 y 12, 13 y 14.

16. Aditivo, ingrediente, o suplemento alimentario funcional caracterizado por comprender al menos alguno de los productos bioactivos con actividad antimicrobiana, IECA in vitro y/o actividad antihipertensiva in vivo y/o actividad antioxidante según las reivindicaciones 1 a 10 y 12, 13 y 14.

17. Producto alimentario funcional caracterizado por comprender al menos alguno de los productos bioactivos con actividad antimicrobiana, IECA in vitro y/o actividad antihipertensiva in vivo y/o actividad antioxidante según las reivindicaciones 1 a 10 y 12, 13 14 y 16.

18. Composición farmacéutica según la reivindicación 15 para su uso en la elaboración de un medicamento destinado a la prevención y/o el tratamiento de infecciones microbianas.

19. Composición farmacéutica según la reivindicación 15 para su uso en la elaboración de un medicamento destinado al tratamiento de la hipertensión.

20. Uso de aditivo, ingrediente, alimentario funcional según la reivindicación 16 en la elaboración de un producto alimentario funcional favorable para prevenir infecciones microbianas.

21. Uso de aditivo, ingrediente, alimentario funcional según la reivindicación 16 en la elaboración de un producto alimentario funcional favorable para mitigar la hipertensión.