El inhibidor de la tripsina de la soja Kunitz es un tipo de proteína contenida en las semillas de leguminosas que funciona como un inhibidor de la proteasa . [2] Los inhibidores de tripsina de soja de tipo Kunitz suelen ser específicos para tripsina o quimotripsina . Se cree que protegen las semillas contra el consumo de animales depredadores.
Inhibidor de tripsina y proteasa | ||||||||||
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Identificadores | ||||||||||
Símbolo | Kunitz_legume | |||||||||
Pfam | PF00197 | |||||||||
InterPro | IPR002160 | |||||||||
PROSITE | PDOC00255 | |||||||||
SCOP2 | 1 corbata / SCOPe / SUPFAM | |||||||||
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Fondo
En la soja se encuentran dos tipos de inhibidores de tripsina: el inhibidor de tripsina de Kunitz (KTI) y el inhibidor de Bowman-Birk (BBI). KTI es un inhibidor fuerte de tripsina grande (20,100 daltons), mientras que BBI es mucho más pequeño (8,000 daltons) e inhibe tanto la tripsina como la quimotripsina. [3] Ambos inhibidores tienen importantes efectos antinutritivos en el cuerpo, que afectan la digestión al obstaculizar la hidrólisis de proteínas y la activación de otras enzimas en el intestino. El KTI se encuentra en concentraciones mucho mayores que el BBI en la soja; sin embargo, para lograr el mayor valor nutricional de la soya, ambos inhibidores deben desnaturalizarse de alguna manera. Se ha informado que la soja entera contiene de 17 a 27 mg de inhibidor de tripsina por gramo.
Los inhibidores de proteasa se reducen al cocinar la soja y están presentes en niveles bajos en productos de soya como el tofu y la leche de soja . [4]
Estructura
Las proteínas de la familia Kunitz contienen de 170 a 200 residuos de aminoácidos y uno o dos enlaces disulfuro intracadena . La región mejor conservada se encuentra en su sección N-terminal . Se han resuelto las estructuras cristalinas del inhibidor de tripsina de soja (ITS), el inhibidor de tripsina DE-3 del árbol Kaffir Erythrina caffra (ETI) [1] y el inhibidor de proteinasa K / alfa-amilasa bifuncional del trigo (PK13), lo que demuestra que comparten la misma estructura de pliegues de trébol beta que los de la interleucina 1 y los factores de crecimiento que se unen a la heparina . [5]
A pesar de la similitud estructural, STI no muestra bioactividad de interleucina-1, presumiblemente como resultado de sus disparidades de secuencia primaria. El sitio inhibidor activo que contiene el enlace escindible se encuentra en el bucle entre las cadenas beta 4 y 5 en STI y ETI.
Las ITS pertenecen a una superfamilia que también contiene las proteínas interleucina-1, factores de crecimiento de unión a heparina ( HBGF ) e histactofilina, todos los cuales tienen estructuras muy similares, pero no comparten ninguna similitud de secuencia con la familia de las ITS.
Acción y consecuencias de los inhibidores de tripsina
Los inhibidores de tripsina requieren una estructura tridimensional específica para continuar con la inactivación de tripsina en el cuerpo. Se unen fuertemente a la tripsina , bloquean su sitio activo y forman instantáneamente un compuesto irreversible y detienen la digestión de ciertas proteínas. La tripsina, una serina proteasa, es responsable de escindir los enlaces peptídicos que contienen grupos carbonilo de la arginina o lisina .
Después de una comida, la colecistoquinina estimula la tripsina y se somete a una proteólisis específica para su activación. La tripsina libre puede entonces activar otras serina proteasas, como quimotripsina , elastasa y más tripsina (por autocatálisis), o continuar descomponiendo proteínas. [6] Sin embargo, si hay inhibidores de tripsina (específicamente KTI), la mayoría de la tripsina en el ciclo de digestión se inactiva y las proteínas ingeridas permanecen completas. Los efectos de esta ocurrencia incluyen malestar gástrico e hiperplasia pancreática (proliferación de células) o hipertrofia (agrandamiento de células). [7]
La cantidad de inhibidores de soja está directamente relacionada con la cantidad de tripsina que inhibirá, por lo tanto, se sospecha que un producto con alta concentración de soja produce grandes valores de inhibición. En un modelo de rata, los animales se alimentaron con concentrado de proteína de soja o concentrado directo del inhibidor de tripsina de Kunitz. En ambos casos, después de una semana, las ratas mostraron un aumento relacionado con la dosis en el peso del páncreas debido tanto a la hiperplasia como a la hipertrofia. [7] Esto indica que el consumo a largo plazo de una dieta rica en soja con una fuerte actividad inhibidora de la tripsina también puede producir efectos no deseados en los seres humanos.
Inactivación de inhibidores de tripsina
Se está realizando una gran cantidad de investigación para determinar el mejor método de inactivación de inhibidores. Los métodos más exitosos encontrados hasta ahora incluyen:
- Calor
- Congelación
- Adición de sulfitos
Investigación sobre el cáncer
Si bien los inhibidores de tripsina se han considerado ampliamente como factores antinutritivos en la soja, actualmente se están realizando investigaciones sobre las posibles características anticancerígenas de los inhibidores. Algunas investigaciones han demostrado que los inhibidores de proteasa pueden causar un efecto supresor irreversible sobre el crecimiento de células cancerígenas. Sin embargo, el mecanismo aún se desconoce. Los cánceres que muestran resultados positivos para este nuevo desarrollo son los cánceres de colon, oral, pulmón, hígado y esófago. Aún se necesitan más investigaciones para determinar cosas como el método de administración de este anticancerígeno natural, así como para realizar extensos ensayos clínicos en esta área. [8]
Referencias
- ^ a b PDB : 1 empate ; Onesti S, Brick P, Blow DM (enero de 1991). "Estructura cristalina de un inhibidor de tripsina tipo Kunitz de semillas de Erythrina caffra". J. Mol. Biol . 217 (1): 153–76. doi : 10.1016 / 0022-2836 (91) 90618-G . PMID 1988676 .
- ^ Rawlings ND, Tolle DP, Barrett AJ (marzo de 2004). "Familias evolutivas de inhibidores de peptidasas" . Biochem. J . 378 (Pt 3): 705-16. doi : 10.1042 / BJ20031825 . PMC 1224039 . PMID 14705960 .
- ^ [Inhibidores de proteasa de soja en alimentos], DiPietro CM, Liener IE, 1989. J Food Sci.
- ^ Gilani GS, Cockell KA, Sepehr E (2005). "Efectos de los factores antinutricionales sobre la digestibilidad de las proteínas y la disponibilidad de aminoácidos en los alimentos" (PDF) . Revista de AOAC International . 88 (3): 967–987. PMID 16001874 .
- ^ Murzin AG, Lesk AM, Chothia C (enero de 1992). "Beta-Trefoil fold. Patrones de estructura y secuencia en los inhibidores de Kunitz interleucinas-1 beta y 1 alfa y factores de crecimiento de fibroblastos". J. Mol. Biol . 223 (2): 531–43. doi : 10.1016 / 0022-2836 (92) 90668-A . PMID 1738162 .
- ^ [Principios de bioquímica], Horton HR, Moran, LA, Scrimgeour KG, Perry MD, Rawn JD, 2006.
- ^ a b [Hipertrofia e hiperplasia del páncreas de rata producidas por la administración dietética a corto plazo de proteína derivada de soja e inhibidor de tripsina de soja], Smith JC, Wilson Fd, Allen PV, Berry DL, 1989. J Appl Toxic.
- ^ [El papel de los productos de soja en la reducción del riesgo de cáncer], Messina M, Barnes S, 1991. J Natl Cancer Institute.
enlaces externos
- Trypsin + Inhibitor, + Kunitz + Soybean en los títulos de materias médicas de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. (MeSH)
- Rawlings ND, Morton FR, Kok CY, Kong J, Barrett AJ. "Familia de inhibidores I3 (familia Kunitz-P)" . MEROPS: la base de datos de proteasas . Consultado el 19 de diciembre de 2008 .
- Bassaneze V, Gozzo AJ, Nunes VA, Paiva PB, Araujo MS, Sampaio CA. "Inhibidores de Kunitz STI" . Una herramienta basada en web / HMMer para estudiar los inhibidores de la proteasa de Kunitz . Universidad Federal de São Paulo . Consultado el 19 de diciembre de 2008 .