Published March 18, 2022 | Version v1
Publication Open

Discovery of calcium-binding peptides derived from defatted lemon basil seeds with enhanced calcium uptake in human intestinal epithelial cells, Caco-2

Creators

  • 1. Chulalongkorn University
  • 2. King Mongkut's University of Technology Thonburi
  • 3. Mahidol Oxford Tropical Medicine Research Unit
  • 4. Mahidol University
  • 5. Kasetsart University

Description

Abstract It is anticipated that calcium-chelating peptides may serve to enhance the absorption of calcium. This research examined defatted lemon basil seeds (DLBS) which had been treated with Alcalase under optimized parameters for the degree of hydrolysis for proteolysis, discovering that the activity for calcium-binding in a competitive condition with phosphate ion was 60.39 ± 1.545%. The purification of the hydrolysates was performed via ultrafiltration along with reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). Determination of the purified peptide amino acid sequence was confirmed for both peptides and reported as Ala-Phe-Asn-Arg-Ala-Lys-Ser-Lys-Ala-Leu-Asn-Glu-Asn (AFNRAKSKALNEN; Basil-1), and Tyr-Asp-Ser-Ser-Gly-Gly-Pro-Thr-Pro-Trp-Leu-Ser-Pro-Tyr (YDSSGGPTPWLSPY; Basil-2). The respective activities for calcium-binding were 38.62 ± 1.33%, and 42.19 ± 2.27%. Fluorescence spectroscopy, and fourier transform infrared spectroscopy were employed in order to assess the chelating mechanism between calcium and the peptides. It was found that the calcium ions took place through the activity of the amino nitrogen atoms and the oxygen atoms on the carboxyl group. Moreover, both of these peptides served to improve calcium transport and absorption in Caco-2 cell monolayers, depending on the concentration involved. It was revealed that the peptide-calcium complexes offered an increased calcium absorption percentage when compared to free calcium at similar concentrations. It might be concluded that the peptide within the peptide-calcium complex can promote calcium absorption through both active and passive transport pathways by increasing calcium concentration and promoting cell membrane interaction. Accordingly, DLBS protein can be considered a strong potential source of protein which can be used to produce calcium-binding peptides and might therefore play a role in the production of nutraceutical foods as a bioactive ingredient.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة من المتوقع أن تعمل الببتيدات المشبعة بالكالسيوم على تعزيز امتصاص الكالسيوم. فحص هذا البحث بذور الريحان بالليمون منزوع الدهن (DLBS) التي تمت معالجتها بالقلويات تحت معايير محسنة لدرجة التحلل المائي للتحلل البروتيني، واكتشف أن نشاط ربط الكالسيوم في حالة تنافسية مع أيون الفوسفات كان 60.39 ± 1.545 ٪. تم إجراء تنقية التحلل المائي عن طريق الترشيح الفائق جنبًا إلى جنب مع الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء ذات الطور العكسي (RP - HPLC). تم تأكيد تحديد تسلسل الأحماض الأمينية الببتيدية المنقاة لكل من الببتيدات وتم الإبلاغ عنها باسم Ala - Phe - Asn - Arg - Ala - Lys - Ser - Lys - Ala - Leu - Asn - Glu - Asn (AFNRAKSKALNEN; Basil -1)، و Tyr - Asp - Ser - Ser - Gly - Gly - Pro - Thr - Pro - Trp - Leu - Ser - Pro - Tyr (YDSSGGPTPWLSPY; Basil -2). كانت الأنشطة ذات الصلة لربط الكالسيوم 38.62 ± 1.33 ٪، و 42.19 ± 2.27 ٪. تم استخدام مطيافية الفلورة، ومطيافية الأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه من أجل تقييم آلية الاستخلاب بين الكالسيوم والببتيدات. وجد أن أيونات الكالسيوم حدثت من خلال نشاط ذرات النيتروجين الأمينية وذرات الأكسجين على مجموعة الكربوكسيل. علاوة على ذلك، عمل كل من هذه الببتيدات على تحسين نقل الكالسيوم وامتصاصه في الطبقات الأحادية لخلايا Caco -2، اعتمادًا على التركيز المعني. تم الكشف عن أن مجمعات الببتيد والكالسيوم توفر نسبة امتصاص متزايدة للكالسيوم عند مقارنتها بالكالسيوم الحر بتركيزات مماثلة. يمكن استنتاج أن الببتيد الموجود داخل مركب الببتيد والكالسيوم يمكن أن يعزز امتصاص الكالسيوم من خلال كل من مسارات النقل النشطة والسلبية عن طريق زيادة تركيز الكالسيوم وتعزيز تفاعل غشاء الخلية. وفقًا لذلك، يمكن اعتبار بروتين DLBS مصدرًا قويًا محتملًا للبروتين والذي يمكن استخدامه لإنتاج الببتيدات المرتبطة بالكالسيوم وبالتالي قد يلعب دورًا في إنتاج الأطعمة المغذية كمكون نشط بيولوجيًا.

Translated Description (French)

Résumé On s'attend à ce que les peptides chélateurs du calcium puissent servir à améliorer l'absorption du calcium. Cette recherche a examiné les graines de citron basilic dégraissé (DLBS) qui avaient été traitées avec de l'Alcalase selon des paramètres optimisés pour le degré d'hydrolyse pour la protéolyse, découvrant que l'activité de liaison du calcium dans des conditions compétitives avec l'ion phosphate était de 60,39 ± 1,545%. La purification des hydrolysats a été réalisée par ultrafiltration avec chromatographie liquide haute performance en phase inverse (RP-HPLC). La détermination de la séquence d'acides aminés peptidiques purifiés a été confirmée pour les deux peptides et rapportée comme Ala-Phe-Asn-Arg-Ala-Lys-Ser-Lys-Ala-Leu-Asn-Glu-Asn (AFNRAKSKALNEN ; Basil-1), et Tyr-Asp-Ser-Ser-Gly-Gly-Pro-Thr-Pro-Trp-Leu-Ser-Pro-Tyr (YDSSGGPTPWLSPY ; Basil-2). Les activités respectives de liaison au calcium étaient de 38,62 ± 1,33% et de 42,19 ± 2,27%. La spectroscopie de fluorescence et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier ont été utilisées afin d'évaluer le mécanisme de chélation entre le calcium et les peptides. Il a été constaté que les ions calcium se produisaient par l'activité des atomes d'azote aminé et des atomes d'oxygène sur le groupe carboxyle. De plus, ces deux peptides ont servi à améliorer le transport et l'absorption du calcium dans les monocouches de cellules Caco-2, en fonction de la concentration impliquée. Il a été révélé que les complexes peptide-calcium offraient un pourcentage d'absorption de calcium accru par rapport au calcium libre à des concentrations similaires. On pourrait conclure que le peptide dans le complexe peptide-calcium peut favoriser l'absorption du calcium par les voies de transport actives et passives en augmentant la concentration de calcium et en favorisant l'interaction de la membrane cellulaire. En conséquence, la protéine DLBS peut être considérée comme une forte source potentielle de protéine qui peut être utilisée pour produire des peptides de liaison au calcium et pourrait donc jouer un rôle dans la production d'aliments nutraceutiques en tant qu'ingrédient bioactif.

Translated Description (Spanish)

Resumen Se prevé que los péptidos quelantes de calcio pueden servir para mejorar la absorción de calcio. Esta investigación examinó semillas de albahaca de limón desgrasadas (DLBS) que habían sido tratadas con Alcalase bajo parámetros optimizados para el grado de hidrólisis para la proteólisis, descubriendo que la actividad de unión al calcio en condiciones competitivas con el ion fosfato fue de 60.39 ± 1.545%. La purificación de los hidrolizados se realizó mediante ultrafiltración junto con cromatografía líquida de alto rendimiento en fase inversa (RP-HPLC). La determinación de la secuencia de aminoácidos del péptido purificado se confirmó para ambos péptidos y se informó como Ala-Phe-Asn-Arg-Ala-Lys-Ser-Lys-Ala-Leu-Asn-Glu-Asn (AFNRAKSKALNEN; Basil-1) y Tyr-Asp-Ser-Ser-Gly-Gly-Pro-Thr-Pro-Trp-Leu-Ser-Pro-Tyr (YDSSGGPTPWLSPY; Basil-2). Las actividades respectivas para la unión al calcio fueron 38.62 ± 1.33% y 42.19 ± 2.27%. Se emplearon espectroscopía de fluorescencia y espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier para evaluar el mecanismo de quelación entre el calcio y los péptidos. Se encontró que los iones de calcio tenían lugar a través de la actividad de los átomos de nitrógeno amino y los átomos de oxígeno en el grupo carboxilo. Además, ambos péptidos sirvieron para mejorar el transporte y la absorción de calcio en monocapas de células Caco-2, dependiendo de la concentración involucrada. Se reveló que los complejos péptido-calcio ofrecían un mayor porcentaje de absorción de calcio en comparación con el calcio libre a concentraciones similares. Se podría concluir que el péptido dentro del complejo péptido-calcio puede promover la absorción de calcio a través de las vías de transporte activas y pasivas al aumentar la concentración de calcio y promover la interacción de la membrana celular. Por consiguiente, la proteína DLBS se puede considerar una fuerte fuente potencial de proteína que se puede utilizar para producir péptidos de unión al calcio y, por lo tanto, podría desempeñar un papel en la producción de alimentos nutracéuticos como ingrediente bioactivo.

Files

s41598-022-08380-0.pdf.pdf

Files (3.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7bf4c09e3dcb65323d454020b0031b33
3.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
اكتشاف الببتيدات المرتبطة بالكالسيوم المستمدة من بذور الليمون والريحان منزوعة الدهون مع تعزيز امتصاص الكالسيوم في الخلايا الظهارية المعوية البشرية، Caco -2
Translated title (French)
Découverte de peptides de liaison au calcium dérivés de graines de citron basilic dégraissées avec une absorption accrue de calcium dans les cellules épithéliales intestinales humaines, Caco-2
Translated title (Spanish)
Descubrimiento de péptidos de unión al calcio derivados de semillas de albahaca de limón desgrasadas con una mayor absorción de calcio en las células epiteliales intestinales humanas, Caco-2

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4220822149
DOI
10.1038/s41598-022-08380-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4385273854 (Other)
https://openalex.org/W4382198899 (Other)
https://openalex.org/W4248839768 (Other)
https://openalex.org/W2576188444 (Other)
https://openalex.org/W2377972770 (Other)
https://openalex.org/W2358052181 (Other)
https://openalex.org/W2327117200 (Other)
https://openalex.org/W2127656351 (Other)
https://openalex.org/W2103598808 (Other)
https://openalex.org/W2052058434 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1908301466
  • https://openalex.org/W1963674599
  • https://openalex.org/W1968673023
  • https://openalex.org/W1970681770
  • https://openalex.org/W1975491643
  • https://openalex.org/W1976579469
  • https://openalex.org/W1980112968
  • https://openalex.org/W1982309425
  • https://openalex.org/W1982346263
  • https://openalex.org/W1986079069
  • https://openalex.org/W1992376634
  • https://openalex.org/W1993298020
  • https://openalex.org/W1994428578
  • https://openalex.org/W1998334491
  • https://openalex.org/W2000378662
  • https://openalex.org/W2002372038
  • https://openalex.org/W2004925055
  • https://openalex.org/W2009469041
  • https://openalex.org/W2025139369
  • https://openalex.org/W2028239981
  • https://openalex.org/W2030599632
  • https://openalex.org/W2037363808
  • https://openalex.org/W2037429398
  • https://openalex.org/W2041454039
  • https://openalex.org/W2057372223
  • https://openalex.org/W2062574649
  • https://openalex.org/W2066150954
  • https://openalex.org/W2073129529
  • https://openalex.org/W2075736690
  • https://openalex.org/W2078821415
  • https://openalex.org/W2084642278
  • https://openalex.org/W2088757255
  • https://openalex.org/W2099713574
  • https://openalex.org/W2113530936
  • https://openalex.org/W2118576106
  • https://openalex.org/W2123674116
  • https://openalex.org/W2124448832
  • https://openalex.org/W2128635872
  • https://openalex.org/W2134562205
  • https://openalex.org/W2136879557
  • https://openalex.org/W2155031157
  • https://openalex.org/W2166857310
  • https://openalex.org/W2171185784
  • https://openalex.org/W2275802358
  • https://openalex.org/W2322653064
  • https://openalex.org/W2338916670
  • https://openalex.org/W2420997969
  • https://openalex.org/W2520853040
  • https://openalex.org/W2525641535
  • https://openalex.org/W2567520512
  • https://openalex.org/W2584786257
  • https://openalex.org/W2693398697
  • https://openalex.org/W2757161426
  • https://openalex.org/W2759983165
  • https://openalex.org/W2890496234
  • https://openalex.org/W2896801394
  • https://openalex.org/W2902969078
  • https://openalex.org/W2913607984
  • https://openalex.org/W2943596340
  • https://openalex.org/W2993394980
  • https://openalex.org/W3046957587
  • https://openalex.org/W3047262488
  • https://openalex.org/W3091596707
  • https://openalex.org/W3122613367
  • https://openalex.org/W3161452634