Evaluación In silico e In vitro de Hidrolizados de Garbanzo (Cicer arietinum L.) para Inhibir a la Dipeptidil Peptidasa IV

Abstract

La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) es un problema de salud mundial que continúa aumentando. Se estima que para el año 2030, aproximadamente 643 millones de personas en todo el mundo padecerán esta enfermedad. El garbanzo (Cicer arietinum L.) representa una fuente prometedora de péptidos bioactivos, incluidos aquellos con actividad para inhibir blancos terapéuticos importantes para el tratamiento de la DM2 como la dipeptidil peptidasa IV (DPP-IV). Sin embargo, no se conocen las interacciones moleculares de los péptidos de garbanzo con el sitio activo de la DPP- IV para inhibir su actividad. Además, hay poca información tanto de las propiedades farmacocinéticas de estos péptidos como de la capacidad de hidrolizados de garbanzo para inhibir a la DPP-IV In vitro. Por lo tanto, nuestro objetivo fue predecir las interacciones moleculares entre péptidos de garbanzo y el sitio activo de la DPP-IV, así como las propiedades farmacocinéticas de dichos péptidos. Adicionalmente, se realizaron ensayos de inhibición enzimática In vitro con hidrolizados de proteína de garbanzo para corroborar su potencial inhibidor. Se utilizaron las secuencias de la legumina (Q9SM) y provicilina (Q304D4) de garbanzo para realizar 8 hidrólisis enzimáticas diferentes utilizando la plataforma BIOPEP-UWM. Los análisis de acoplamiento molecular y ADMET (Absorción, Distribución, Metabolismo, Excreción y Toxicidad) se realizaron utilizando autodock vina 1.1.2, con la estructura DPP-IV PDB: 4PNZ, y la plataforma ADMETLab2.0, respectivamente. Los ensayos de inhibición enzimática In vitro se realizaron utilizando un kit comercial de inhibición de la DPP-IV. Se identificaron 381 inhibidores de la DPP-IV, de los cuales 92 fueron únicos. Los análisis de unión molecular revelaron que estos péptidos tienen una energía de unión baja, que oscila entre -5,2 y -7,9 kcal/mol. Además, dichos péptidos exhibieron una absorción, biodisponibilidad, distribución y propiedades no tóxicas óptimas. Notablemente, los ensayos de inhibición mostraron que los hidrolizados de garbanzo con alcalasa tienen la capacidad de inhibir a la DPP-IV In vitro con un IC50 de hasta 0.6883 mg/mL en condiciones optimizadas de hidrólisis (temperatura, tiempo y concentración enzima/sustrato). Así, la proteína del garbanzo es una fuente prometedora de péptidos bioactivos con capacidad de inhibir a la DPP-IV In vitro y de materia prima para el desarrollo de alimentos funcionales para el control glucémico. Los resultados del presente estudio sientan las bases para futuros proyectos que evaluaran la capacidad hipoglucemiante del hidrolizado de garbanzo en modelos In vivo.