seminário peptídeos bioativos

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