Auto-montagem e hidrogelificação de um potencial peptídeo bioativo derivado de proteínas de quinoa

Neste trabalho, foi realizada a identificação de peptídeos derivados de proteínas de quinoa que poderiam potencialmente se auto-montar e formar hidrogéis, utilizando o TANGO, um algoritmo baseado em mecânica estatística que prevê a propensão à agregação β de peptídeos. Peptídeos com a maior propensão à agregação foram submetidos a experimentos de triagem de gelificação, dos quais o peptídeo bioativo mais promissor com a sequência KIVLDSDDPLFGGF foi selecionado. As propriedades de auto-montagem e hidrogelificação do peptídeo amido C-terminal (KIVLDSDDPLFGGF-NH2) foram estudadas. O efeito da concentração, pH e temperatura na estrutura secundária do peptídeo foi investigado por dicroísmo circular (CD), enquanto sua nanoestrutura foi estudada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espalhamento de nêutrons em pequeno ângulo (SANS). Os resultados revelaram a existência de estrutura secundária em espiral aleatória, α-hélix, folha β torcida e folha β bem definida, com uma variedade de nanoestruturas incluindo fibrilas alongadas e feixes, cuja proporção dependia da concentração de peptídeo, pH ou temperatura. A auto-montagem do peptídeo demonstra seguir modelos estabelecidos de formação de amiloides, que descrevem o peptídeo não maximizável transitando de um intermediário que contém α-hélix em protofibrilas ricas em folhas β. A auto-montagem é promovida em altas concentrações, temperaturas elevadas e valores de pH próximos ao ponto isoelétrico do peptídeo, presumivelmente mediada por interações de ligações de hidrogênio, interações hidrofóbicas e eletrostáticas, e interações π-π (do resíduo F). A 15 mg/mL e pH 3,5, o peptídeo se auto-montou e formou um hidrogel auto-sustentável exibindo comportamento viscoelástico com G' (1 Hz) ~2300 Pa, conforme determinado por medições de reologia oscilatória. O estudo descreve um método direto para monitorar a auto-montagem de peptídeos derivados de proteínas vegetais; mais estudos são necessários para demonstrar a aplicação potencial dos hidrogéis formados em alimentos e biomedicina.