Obtención y caracterización de péptidos bioactivos a partir de fuentes sotenibles. Extracción de proteínas basada en la utilización de dendrímeros y nanotubos de carbono dendronizados

Résumé

El procesado de las frutas para la fabricación de zumos, mermeladas o conservas genera una elevada cantidad de residuos, que, en muchos casos, son desechados. Este hecho, no solo provoca la liberación de compuestos contaminantes que causan riesgos para la salud y el medio ambiente, si no que supone una pérdida importante de recursos, ya que estos residuos pueden contener moléculas con alto valor añadido. Un ejemplo son los huesos de las frutas del género Prunus (ciruela, melocotón, albaricoque, cereza, nectarina y paraguaya) que presentan un elevado contenido proteico y pueden ser una fuente sostenible y barata de péptidos bioactivos. En esta Tesis Doctoral se ha propuesto una estrategia para revalorizar estos huesos basada en la obtención de péptidos bioactivos. Se han desarrollado métodos que permitían la extracción de las proteínas contenidas en las semillas de ciruela utilizando una sonda de ultrasonidos focalizados de alta intensidad. Las proteínas extraídas han sido identificadas mediante espectrometría de masas (nLC-LIT-MS/MS) y la utilización de estrategias proteómicas y bibliotecas combinacionales de ligandos peptídicos (CPLLs). A continuación, se ha llevado a cabo la optimización del proceso de hidrólisis de las proteínas extraídas de las semillas de ciruela con diferentes enzimas proteolíticas, lo que ha permitido obtener hidrolizados con elevada capacidad antioxidante y antihipertensiva. Estos hidrolizados se han fraccionado con el fin de aislar los péptidos más activos. Seguidamente, se han caracterizado dichos péptidos mediante su identificación por espectrometría de masas en tándem empleando dos modos ortogonales de separación (RP-HPLC- e HILIC-Q-TOF-MS/MS) y mediante la evaluación de su resistencia a la digestión gastrointestinal. Por último, con el fin de descubrir las variedades de frutas del género Prunus más ventajosas para obtener péptidos bioactivos, se ha desarrollado un método basado en cromatografía de líquidos capilar y espectrometría de masas (RP-µHPLC- IT-MS/MS) que permitía la cuantificación simultanea de cuatro péptidos con actividad antihipertensiva significativa en semillas de diferentes genotipos de frutas del género Prunus. Sin embargo, el desarrollo de estrategias para revalorizar fuentes sostenibles de proteínas y péptidos bioactivos no tiene sentido si los métodos empleados no son sostenibles. En esta Tesis Doctoral se han desarrollado métodos de extracción y purificación de proteínas basados en el empleo de nanomateriales como alternativa a los métodos convencionales que utilizan reactivos contaminantes y elevados volúmenes de disolventes orgánicos. Con este fin, se han utilizado dendrímeros carbosilano con grupos sulfonato o carboxilato y nanotubos de carbono funcionalizados con dendrones. Un primer estudio fluorimétrico de la interacción entre estos nanomateriales y diferentes proteínas patrón permitió obtener las condiciones más favorables para que se estableciera dicha interacción. A continuación, los nanomateriales estudiados se aplicaron a la extracción y purificación de proteínas de las semillas de ciruela obteniéndose rendimientos de extracción similares a los obtenidos con los métodos tradicionales. Los nanomateriales basados en dendrímeros carbosilano son una estrategia excelente para el tratamiento de muestras de proteínas procedentes de fuentes sostenibles.