Capacidad de quelación de Fe+2 y propiedades antioxidantes de fracciones peptídicas purificadas obtenidas a partir del tarwi (Lupinus mutabilis)

Abstract

Los péptidos con capacidad quelante de hierro son una solución prometedora, siendo el tarwi (Lupinus mutabilis) una fuente viable de péptidos gracias a su bajo costo y alto contenido proteico. Por ello, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar la capacidad de quelación de hierro y propiedades antioxidantes de las fracciones peptídicas purificadas obtenidas por procesos previos de concentración y purificación como son la ultrafiltración, cromatografía de afinidad por ion metálico (IMAC) y la cromatografía de filtración en gel, a partir de un hidrolizado proteico de tarwi. El estudio determinó que el tratamiento con Alcalase® por 180 minutos fue efectivo para la obtención de péptidos de bajo peso molecular y alta capacidad de quelación de hierro. Asimismo, la ultrafiltración secuencial con membranas de cut off de 10 y 2 kDa fue efectiva para concentrar y purificar péptidos quelantes, siendo el UF < 2kDa el de mayor capacidad de quelación (35.16 ± 0.99 mg de Fe+2/g de proteína), tasa de quelación de hierro (69.40 ± 2.41 por ciento) y capacidad antioxidante ORAC (0.60 ± 0.07 µmol TEAC/ mg de proteína). Se pasó el UF < 2kDa por cromatografía IMAC resultando dos fracciones: F2 y F3, siendo la F2 la que tuvo mayor capacidad de quelación (51.06 ± 0.19 mg de Fe+2/g de proteína), tasa de quelación de hierro (94.75 ± 0.50 por ciento) y valor ORAC (0.66 ± 0.03 µmol TEAC/ mg de proteína). Posteriormente, se pasó de forma independiente ambas fracciones por cromatografía de filtración en gel, obteniéndose 6 sub fracciones a partir de la F2 (F2A-F2F) y 3 sub-fracciones a partir de la F3 (F3A – F3C); de entre todas ellas, la F2D destacó con el valor más alto de quelación (45.20 ± 0.40 mg de Fe+2/g de proteína) y tasa de quelación de hierro (87.25 ± 0.50 por ciento), siendo su valor ORAC de 0.21 ± 0.01 µmol TEAC/ mg de proteína. Los resultados obtenidos demostraron que se pueden obtener péptidos con capacidad de quelación de hierro (Fe+2) y capacidad antioxidante ORAC a partir del Lupinus mutabilis, siendo la cromatografía IMAC útil para su purificación.

Anemia is a public health issue primarily caused by iron deficiency. Peptides that can chelate iron present a promising solution, and Lupinus mutabilis is a viable source due to its low cost and high protein content. Therefore, this study aimed to evaluate the iron-chelating capacity and antioxidant properties of purified peptide fractions obtained through purification processes, including ultrafiltration, metal ion affinity chromatography (IMAC), and gel filtration chromatography, from a protein hydrolysate derived from Lupinus mutabilis. The research found that treating the hydrolysate with Alcalase for 180 minutes effectively produced a mixture rich in low-molecular-weight peptides with high iron chelation capacity. Additionally, ultrafiltration using membranes with cut-off sizes of 10 kDa and 2 kDa successfully purified and concentrated the chelating peptides. Notably, UF<2 kDa exhibited the highest chelation capacity (35.16 ± 0.99 mg Fe+2/g protein), iron chelation rate (69.40 ± 2.41%) and ORAC antioxidant capacity (0.60 ± 0.07 µmol TEAC/ mg de proteína). The UF <2 kDa was then subjected to IMAC, yielding two fractions with chelating capacity (F2 and F3). Of these, F2 demonstrated the highest chelation capacity (51.06 ± 0.19 mg Fe+2/g protein), highest iron chelation rate (94.75 ± 0.50%) and ORAC antioxidant capacity (0.66 ± 0.03 µmol TEAC/ mg de proteína). Both fractions were subjected to gel filtration chromatography, producing six fractions from F2 (F2A-F2F) and three from F3 (F3A-F3C). Among these, F2D obtained the highest chelation capacity (45.20 ± 0.40 mg Fe+2/g protein) and the highest iron chelation rate (87.25 ± 0.50%), with an ORAC antioxidant capacity of 0.21 ± 0.01 µmol TEAC/ mg de proteína. The results demonstrated that peptides with high iron chelation capacity and ORAC antioxidant capacity can be obtained from Lupinus mutabilis, with IMAC being useful for their purification.