Published May 16, 2023
| Version v1
Publication
Open
Enzymatic synthesis of new antimicrobial peptides for food purposes
Creators
- 1. National University of San Luis
- 2. Centro Científico Tecnológico - San Luis
- 3. Universidad de la República
- 4. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso
Description
Growing consumer awareness of the potential negative health effects of synthetic antibiotics has prompted the search for more natural preservatives that can improve the safety and quality of food. In this study we report the enzymatic synthesis of N-α-[Carbobenzyloxy]-Ile-Gln (Z-IQ) which is the precursor of Ile-Gln (IQ), a new antibacterial dipeptide, using an aqueous-organic biphasic system formed by 50% (v/v) ethyl acetate in 0.1 M Tris - HCl buffer pH 8. A partially purified proteolytic extract from the fruits of Solanum granuloso leprosum, named granulosain, proved to be a robust biocatalyst for the synthesis of Z-IQ, eliciting 71 ± 0.10% maximal peptide yield in the above described conditions. After cleaving and purifying IQ dipeptide, antimicrobial activity was assayed against Staphylococcus aureus ATCC 25923, Staphylococcus hominis A17771, and Staphylococcus aureus C00195, and MIC values between 118 ± 0.01 μg/mL and 133.7 ± 0.05 μg/mL were obtained. In addition, IQ showed MIC of 82.4 ± 0.01 μg/mL and 85.0 ± 0.00 μg/mL against Escherichia coli ATCC 25922 and Escherichia coli A17683, respectively. IQ did not show inhibitory activity against single-drug resistance (SDR) strains, such as Klebsiella oxytoca A19438 (SDR) and Pseudomonas aeruginosa C00213 (SDR), and against multidrug-resistant Enterococcus faecalis I00125 (MDR). IQ also caused growth inhibition of Helicobacter pylori NCTC 11638 and three wild-type H. pylori strains, which are sensitive to AML, MTZ, LEV and CLA (H. pylori 659), resistant to LEV (H. pylori 661 SDR), and resistant to MTZ (H. pylori 662 SDR). Finally, this study contributes with a new dipeptide (IQ) that can be used as an antimicrobial agent for food preservation or as a safe ingredient of functional foods.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
دفع وعي المستهلك المتزايد بالآثار الصحية السلبية المحتملة للمضادات الحيوية الاصطناعية إلى البحث عن المزيد من المواد الحافظة الطبيعية التي يمكن أن تحسن سلامة الأغذية وجودتها. في هذه الدراسة، نبلغ عن التخليق الإنزيمي لـ N - α - [Carbobenzyloxy] - Ile - Gln (Z - IQ) وهو سلائف Ile - Gln (IQ)، وهو ثنائي ببتيد جديد مضاد للبكتيريا، باستخدام نظام ثنائي الطور مائي عضوي يتكون من 50 ٪ (v/v) أسيتات الإيثيل في 0.1 M Tris - HCl buffer pH 8. أثبت مستخلص بروتيني نقي جزئيًا من ثمار Solanum granuloso leprosum، المسمى granulosain، أنه محفز حيوي قوي لتخليق Z - IQ، مما أدى إلى إنتاج 71 ± 0.10 ٪ من الببتيد الأقصى في الظروف الموصوفة أعلاه. بعد تشقق وتنقية ثنائي الببتيد IQ، تم اختبار النشاط المضاد للميكروبات ضد المكورات العنقودية الذهبية ATCC 25923، المكورات العنقودية البشرية A17771، والمكورات العنقودية الذهبية C00195، وتم الحصول على قيم MIC بين 118 ± 0.01 ميكروغرام/مل و 133.7 ± 0.05 ميكروغرام/مل. بالإضافة إلى ذلك، أظهر معدل الذكاء MIC من 82.4 ± 0.01 ميكروغرام/مل و 85.0 ± 0.00 ميكروغرام/مل ضد الإشريكية القولونية ATCC 25922 والإشريكية القولونية A17683، على التوالي. لم يظهر IQ نشاطًا مثبطًا ضد سلالات مقاومة الدواء الواحد (SDR)، مثل Klebsiella oxytoca A19438 (SDR) و Pseudomonas aeruginosa C00213 (SDR)، وضد المكورات المعوية البرازية المقاومة للأدوية المتعددة I00125 (MDR). تسبب IQ أيضًا في تثبيط نمو Helicobacter pylori NCTC 11638 وثلاث سلالات برية من نوع H. pylori، وهي حساسة لـ AML و MTZ و LEV و CLA (H. pylori 659)، ومقاومة لـ LEV (H. pylori 661 SDR)، ومقاومة لـ MTZ (H. pylori 662 SDR). أخيرًا، تساهم هذه الدراسة بثنائي ببتيد جديد (IQ) يمكن استخدامه كعامل مضاد للميكروبات لحفظ الطعام أو كمكون آمن للأطعمة الوظيفية.Translated Description (French)
La sensibilisation croissante des consommateurs aux effets négatifs potentiels des antibiotiques synthétiques sur la santé a incité à rechercher des conservateurs plus naturels qui peuvent améliorer la sécurité et la qualité des aliments. Dans cette étude, nous rapportons la synthèse enzymatique de N-α-[carbobenzyloxy]-Ile-Gln (Z-IQ) qui est le précurseur de Ile-Gln (IQ), un nouveau dipeptide antibactérien, en utilisant un système biphasique hydro-organique formé par 50% (v/v) d'acétate d'éthyle dans du tampon Tris - HCl 0,1 M pH 8. Un extrait protéolytique partiellement purifié des fruits de Solanum granuloso leprosum, appelé granulosaïne, s'est avéré être un biocatalyseur robuste pour la synthèse de Z-IQ, provoquant un rendement peptidique maximal de 71 ± 0,10 % dans les conditions décrites ci-dessus. Après clivage et purification du dipeptide IQ, l'activité antimicrobienne a été testée contre Staphylococcus aureus ATCC 25923, Staphylococcus hominis A17771 et Staphylococcus aureus C00195, et des valeurs de CMI comprises entre 118 ± 0,01 μg/mL et 133,7 ± 0,05 μg/mL ont été obtenues. De plus, le QI a montré une CMI de 82,4 ± 0,01 μg/mL et de 85,0 ± 0,00 μg/mL contre Escherichia coli ATCC 25922 et Escherichia coli A17683, respectivement. Le QI n'a pas montré d'activité inhibitrice contre les souches à résistance unique aux médicaments (SDR), telles que Klebsiella oxytoca A19438 (SDR) et Pseudomonas aeruginosa C00213 (SDR), et contre Enterococcus faecalis I00125 multirésistant aux médicaments (MDR). Le QI a également provoqué une inhibition de la croissance d'Helicobacter pylori NCTC 11638 et de trois souches de H. pylori de type sauvage, qui sont sensibles à la Lam, à la MTZ, au LEV et au CLA (H. pylori 659), résistantes au LEV (H. pylori 661 SDR) et résistantes au MTZ (H. pylori 662 SDR). Enfin, cette étude contribue avec un nouveau dipeptide (QI) qui peut être utilisé comme agent antimicrobien pour la conservation des aliments ou comme ingrédient sûr des aliments fonctionnels.Translated Description (Spanish)
La creciente conciencia de los consumidores sobre los posibles efectos negativos para la salud de los antibióticos sintéticos ha impulsado la búsqueda de conservantes más naturales que puedan mejorar la seguridad y la calidad de los alimentos. En este estudio informamos de la síntesis enzimática de N-α-[Carbobenciloxi]-Ile-Gln (Z-IQ) que es el precursor de Ile-Gln (IQ), un nuevo dipéptido antibacteriano, utilizando un sistema bifásico acuoso-orgánico formado por acetato de etilo al 50% (v/v) en tampón Tris - HCl 0,1 M pH 8. Un extracto proteolítico parcialmente purificado de los frutos de Solanum granuloso leprosum, llamado granulosain, demostró ser un biocatalizador robusto para la síntesis de Z-IQ, provocando un rendimiento máximo de péptido de 71 ± 0.10% en las condiciones descritas anteriormente. Después de escindir y purificar el dipéptido IQ, se analizó la actividad antimicrobiana contra Staphylococcus aureus ATCC 25923, Staphylococcus hominis A17771 y Staphylococcus aureus C00195, y se obtuvieron valores de CMI entre 118 ± 0.01 μg/mL y 133.7 ± 0.05 μg/mL. Además, el CI mostró una CIM de 82.4 ± 0.01 μg/mL y 85.0 ± 0.00 μg/mL contra Escherichia coli ATCC 25922 y Escherichia coli A17683, respectivamente. IQ no mostró actividad inhibidora contra cepas de resistencia a un solo fármaco (SDR), como Klebsiella oxytoca A19438 (SDR) y Pseudomonas aeruginosa C00213 (SDR), y contra Enterococcus faecalis multirresistente I00125 (MDR). IQ también causó la inhibición del crecimiento de Helicobacter pylori NCTC 11638 y tres cepas de H. pylori de tipo salvaje, que son sensibles a AML, MTZ, LEV y CLA (H. pylori 659), resistentes a LEV (H. pylori 661 SDR) y resistentes a MTZ (H. pylori 662 SDR). Por último, este estudio aporta un nuevo dipéptido (CI) que puede utilizarse como agente antimicrobiano para conservar alimentos o como ingrediente seguro de alimentos funcionales.Files
pdf.pdf
Files
(888.7 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1d2a15db8cb2f9408ec18767cd038db9
|
888.7 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التخليق الإنزيمي للببتيدات الجديدة المضادة للميكروبات للأغراض الغذائية
- Translated title (French)
- Synthèse enzymatique de nouveaux peptides antimicrobiens à usage alimentaire
- Translated title (Spanish)
- Síntesis enzimática de nuevos péptidos antimicrobianos para uso alimentario
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4376957006
- DOI
- 10.3389/fmicb.2023.1153135
References
- https://openalex.org/W1985469117
- https://openalex.org/W1992450378
- https://openalex.org/W1995850325
- https://openalex.org/W2015239449
- https://openalex.org/W2020414218
- https://openalex.org/W2026835141
- https://openalex.org/W2027556233
- https://openalex.org/W2027704876
- https://openalex.org/W2031904763
- https://openalex.org/W205513174
- https://openalex.org/W2064074694
- https://openalex.org/W2080561486
- https://openalex.org/W2082193416
- https://openalex.org/W2084757679
- https://openalex.org/W2089294515
- https://openalex.org/W2090071036
- https://openalex.org/W2093154896
- https://openalex.org/W2101004007
- https://openalex.org/W2103928780
- https://openalex.org/W2105238950
- https://openalex.org/W2106215183
- https://openalex.org/W2109690035
- https://openalex.org/W2113617961
- https://openalex.org/W2117624423
- https://openalex.org/W2123369782
- https://openalex.org/W2128635872
- https://openalex.org/W2129115651
- https://openalex.org/W2132963724
- https://openalex.org/W2139346844
- https://openalex.org/W2175270296
- https://openalex.org/W2234266352
- https://openalex.org/W2333551988
- https://openalex.org/W2368437084
- https://openalex.org/W2404441982
- https://openalex.org/W2413093353
- https://openalex.org/W2527848138
- https://openalex.org/W2611701993
- https://openalex.org/W2624643615
- https://openalex.org/W2769799079
- https://openalex.org/W2776597307
- https://openalex.org/W2805414920
- https://openalex.org/W2904853190
- https://openalex.org/W2965976536
- https://openalex.org/W2977000246
- https://openalex.org/W2978793169
- https://openalex.org/W2981849464
- https://openalex.org/W2982094638
- https://openalex.org/W3025437211
- https://openalex.org/W3033246507
- https://openalex.org/W3097779048
- https://openalex.org/W3174266713
- https://openalex.org/W350001837
- https://openalex.org/W4252519221
- https://openalex.org/W4313260456
- https://openalex.org/W65148274