Purificaci\u00f3n y actividad neuroprotectora de MIP-16, un p\u00e9ptido derivado de Morchella edulis
\nLa enfermedad de Parkinson (EP) es la segunda enfermedad neurodegenerativa m\u00e1s importante en humanos, con una tasa de prevalencia de 2% a 3% entre individuos de 65 a\u00f1os o m\u00e1s. Las caracter\u00edsticas patol\u00f3gicas de la EP pueden resumirse en la p\u00e9rdida de un gran n\u00famero de neuronas dopamin\u00e9rgicas en la sustancia negra pars compacta, lo que provoca una disminuci\u00f3n de la bios\u00edntesis de dopamina en la sustancia negra y el cuerpo estriado. El mecanismo patog\u00e9nico de la EP a\u00fan no est\u00e1 claro. Los estudios han confirmado que los factores ambientales, los factores gen\u00e9ticos, el estr\u00e9s oxidativo y otros factores pueden estar implicados en la degeneraci\u00f3n y muerte de las neuronas dopamin\u00e9rgicas en la EP. Entre ellos, el estr\u00e9s oxidativo es una causa importante de degeneraci\u00f3n y muerte neuronal. Por un lado, el cerebro es el \u00f3rgano con mayor consumo de ox\u00edgeno en las actividades fisiol\u00f3gicas normales de los seres humanos, pero la relativa falta de enzimas antioxidantes en el cerebro lo hace muy susceptible al da\u00f1o por estr\u00e9s oxidativo; Por otra parte, los primeros estudios han demostrado que un aumento del estr\u00e9s oxidativo mitocondrial en las neuronas dopamin\u00e9rgicas de la sustancia negra pars compacta puede desencadenar una cascada t\u00f3xica dependiente de la dopamina, que conduce a una disfunci\u00f3n lisosomal y a la acumulaci\u00f3n de alfa sinucle\u00edna, que son las dos principales caracter\u00edsticas patol\u00f3gicas de la enfermedad de Parkinson. En la actualidad, la terapia cl\u00e1sica de sustituci\u00f3n de dopamina se utiliza sobre todo en medicina para tratar la EP, como la suplementaci\u00f3n de L-3,4-dihidroxifenilalanina (L-DOPA). Pero cada vez m\u00e1s estudios han descubierto que esta terapia cl\u00e1sica tiene importantes efectos secundarios. Las observaciones cl\u00ednicas han descubierto que el tratamiento a largo plazo con L-DOPA tiene cierta probabilidad de provocar trastornos del movimiento en los pacientes con EP. Por lo tanto, empezar por reducir el estr\u00e9s oxidativo y buscar nuevos agentes neuroprotectores es una de las posibles formas de prevenir y tratar la EP.
\nEn los \u00faltimos a\u00f1os, la extracci\u00f3n y purificaci\u00f3n de agentes neuroprotectores con actividad antioxidante a partir de productos naturales han recibido una amplia atenci\u00f3n y se han logrado avances significativos. El salidr\u00f3sido extra\u00eddo de las ra\u00edces de Rhodiola rosea L., una planta de la familia Sedaceae, puede inhibir el estr\u00e9s oxidativo y la inflamaci\u00f3n para proteger las c\u00e9lulas PC12 apopt\u00f3ticas. La paeoniflorina alivia la apoptosis inducida por 6-hidroxidopamina en c\u00e9lulas PC12 inhibiendo la activaci\u00f3n de NF - \u03ba B. Sin embargo, en comparaci\u00f3n con las plantas, hay relativamente menos investigaci\u00f3n sobre agentes neuroprotectores f\u00fangicos. Algunos polisac\u00e1ridos f\u00fangicos pueden mostrar una buena actividad de eliminaci\u00f3n de radicales libres y ejercer efectos neuroprotectores. Sin embargo, los polisac\u00e1ridos f\u00fangicos tienen un gran peso molecular, una estructura compleja y son dif\u00edciles de penetrar en la barrera hematoencef\u00e1lica, lo que limita su aplicaci\u00f3n como agentes neuroprotectores. Los extractos etan\u00f3licos o acuosos de ciertos hongos contienen factores neuroprotectores, pero la composici\u00f3n de los extractos a\u00fan no est\u00e1 clara y es necesario identificar la estructura de las sustancias funcionales.
\nMorchella spp. es un precioso hongo comestible y medicinal, que se registra en el Compendio de Materia M\u00e9dica como \"dulce y fr\u00edo, no t\u00f3xico, que resuelve la flema y regula el qi, y beneficioso para el tracto gastrointestinal\". Morchella importuna M. Kuo. es una variedad ampliamente cultivada en China. En nuestra investigaci\u00f3n anterior, se confirm\u00f3 que el extracto acuoso de Morchella importuna contiene una sustancia parecida al factor de crecimiento nervioso (NGF), que puede promover la diferenciaci\u00f3n de las c\u00e9lulas PC12 y formar redes neuronales. Bas\u00e1ndose en esto, este estudio purific\u00f3 e identific\u00f3 los componentes funcionales en el cuerpo fruct\u00edfero de Morchella prolifera, construy\u00f3 un modelo de c\u00e9lula PC12 da\u00f1ada por 6-OHDA, verific\u00f3 la actividad neuroprotectora de los componentes funcionales en el cuerpo fruct\u00edfero de Morchella prolifera, proporcion\u00f3 datos para el desarrollo de los beneficios para la salud de Morchella prolifera cultivada artificialmente, y proporcion\u00f3 recursos alternativos para el cribado de agentes neuroprotectores derivados de hongos.<\/p>\n
Algunos hongos de gran tama\u00f1o tienen un alt\u00edsimo valor alimenticio y medicinal, y son ricos en prote\u00ednas, lo que los convierte en materias primas ideales para obtener p\u00e9ptidos naturales. Cordymin es un p\u00e9ptido extra\u00eddo de Cordyceps sinensis, que puede inhibir la inflamaci\u00f3n y aliviar el da\u00f1o cerebral causado por la isquemia y la hipoxia en ratas. El p\u00e9ptido PEMP aislado del micelio de Pleurotus eryngii tiene funciones antioxidantes, antitumorales y de mejora inmunol\u00f3gica. En la actualidad, los principios activos de los hongos se centran principalmente en la investigaci\u00f3n de los polisac\u00e1ridos. En comparaci\u00f3n con los polisac\u00e1ridos f\u00fangicos, los p\u00e9ptidos tienen una estructura simple, baja inmunogenicidad y son f\u00e1ciles de sintetizar artificialmente, lo que los convierte en una parte muy prometedora del desarrollo de f\u00e1rmacos modernos. En la actualidad, para separar y purificar los polip\u00e9ptidos de los hidrolizados de prote\u00ednas se suelen utilizar m\u00e9todos cromatogr\u00e1ficos en columna, como la cromatograf\u00eda de intercambio i\u00f3nico y\/o la cromatograf\u00eda de filtraci\u00f3n en gel. Los primeros pueden separarse en funci\u00f3n de la carga de los iones y las mol\u00e9culas polares, mientras que los segundos pueden separarse en funci\u00f3n del tama\u00f1o molecular. Sin embargo, en la actualidad no existen informes sobre m\u00e9todos est\u00e1ndar para la extracci\u00f3n de p\u00e9ptidos f\u00fangicos, y no se ha explorado el valor de pH del tamp\u00f3n de extracci\u00f3n ni si es necesaria la hidr\u00f3lisis de la proteasa durante el proceso de extracci\u00f3n. Adem\u00e1s, la extracci\u00f3n de p\u00e9ptidos de distintos tipos de hongos suele corresponder a m\u00e9todos de extracci\u00f3n diferentes, lo que no favorece la promoci\u00f3n y aplicaci\u00f3n de los p\u00e9ptidos f\u00fangicos. En comparaci\u00f3n con el m\u00e9todo de extracci\u00f3n est\u00e1ndar para la maduraci\u00f3n de polisac\u00e1ridos f\u00fangicos, es necesario explorar m\u00e1s a fondo el m\u00e9todo de extracci\u00f3n de p\u00e9ptidos f\u00fangicos. En este estudio, el MIP-16 se purific\u00f3 utilizando una combinaci\u00f3n de cromatograf\u00eda de exclusi\u00f3n molecular y cromatograf\u00eda l\u00edquida inversa de alto rendimiento. En primer lugar, el m\u00e9todo dividi\u00f3 las mol\u00e9culas en funci\u00f3n de su tama\u00f1o y, a continuaci\u00f3n, las subdividi\u00f3 en funci\u00f3n de su polaridad. El experimento demostr\u00f3 que este m\u00e9todo tiene una buena discriminabilidad, pero el tiempo experimental requerido es relativamente largo y se necesitan m\u00e1s mejoras.
\nLa degeneraci\u00f3n y la muerte celular de las neuronas dopamin\u00e9rgicas del cuerpo estriado de la sustancia negra conducen a la deficiencia de dopamina, que es la causa principal de la enfermedad de Parkinson. Por lo tanto, la terapia de sustituci\u00f3n dopamin\u00e9rgica (como la administraci\u00f3n de suplementos de L-DOPA) es actualmente uno de los mejores m\u00e9todos para tratar la enfermedad de Parkinson idiop\u00e1tica, que alivia los s\u00edntomas mediante la administraci\u00f3n de suplementos de dopamina ex\u00f3gena. Sin embargo, tras el periodo inicial de respuesta \u00f3ptima al tratamiento, el tratamiento a largo plazo con L-DOPA suele ir acompa\u00f1ado de efectos secundarios como la p\u00e9rdida de la funci\u00f3n motora. Adem\u00e1s, los estudiosos han detectado 6-OHDA en la orina de pacientes con enfermedad de Parkinson que han estado tomando L-DOPA durante mucho tiempo. Por lo tanto, en este estudio, tratamos c\u00e9lulas PC12 con 6-OHDA para simular la aparici\u00f3n temprana de la EP y buscar nuevos agentes neuroprotectores. En nuestro estudio, encontramos que el tratamiento con 6-OHDA aumenta el nivel de ROS en las c\u00e9lulas PC12, lo que a su vez desencadena la apoptosis celular. Especulamos que el tratamiento a largo plazo con L-DOPA puede producir m\u00e1s 6-OHDA, lo que puede tener un efecto regulador de retroalimentaci\u00f3n negativa en el tratamiento de la EP. Con base en el an\u00e1lisis anterior, a partir de la reducci\u00f3n de la presi\u00f3n oxidativa y la minimizaci\u00f3n del da\u00f1o oxidativo, se espera buscar agentes neuroprotectores eficientes y seguros. Y los polisac\u00e1ridos, p\u00e9ptidos, triterpenos y otros componentes contenidos en los hongos superiores tienen una buena actividad antioxidante. Por lo tanto, estamos buscando agentes neuroprotectores a partir de hongos para proporcionar recursos para el cribado de f\u00e1rmacos en la EP.
\nLas reacciones de oxidaci\u00f3n pueden proporcionar energ\u00eda para las actividades de la vida humana, pero los radicales ani\u00f3n super\u00f3xido y los radicales hidroxilo generados durante la reacci\u00f3n pueden causar da\u00f1os oxidativos. La presencia de enzimas antioxidantes end\u00f3genas y otros antioxidantes tiende a equilibrar la producci\u00f3n y el consumo de ROS, manteniendo un estado estable en condiciones normales. Sin embargo, los estudios han descubierto que, a medida que aumenta la edad, la eficacia del sistema antioxidante disminuye gradualmente. En la poblaci\u00f3n anciana, el aumento de especies reactivas del ox\u00edgeno supera la capacidad de eliminaci\u00f3n del sistema antioxidante, lo que provoca estr\u00e9s oxidativo y puede causar enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson. Las enzimas antioxidantes end\u00f3genas, incluyendo la super\u00f3xido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutati\u00f3n peroxidasa (GSH Px), etc., son el sistema de defensa natural del cuerpo contra el estr\u00e9s oxidativo. Tras el tratamiento con 6-OHDA, la actividad de las enzimas antioxidantes intracelulares disminuy\u00f3 significativamente. Se puede inferir que en este momento, el sistema de enzimas antioxidantes intracelulares excede significativamente la carga normal. El pretratamiento con MIP-16 durante 6 horas aument\u00f3 significativamente la actividad de las enzimas antioxidantes end\u00f3genas en las c\u00e9lulas PC12. Los niveles de SOD reflejan la carga del sistema enzim\u00e1tico antioxidante intracelular y reflejan indirectamente el nivel de radicales libres intracelulares. Este resultado puede indicar que la generaci\u00f3n de super\u00f3xido ani\u00f3nico se redujo tras el pretratamiento con MIP-16. Adem\u00e1s, GSH Px es un componente central de la defensa antioxidante celular y un donante de electrones para ROS, lo que sugiere que MIP-16, como otro sistema de desintoxicaci\u00f3n, puede afectar el metabolismo de GSH y evitar la muerte celular inducida por 6-OHDA.
\nCuando el sistema enzim\u00e1tico antioxidante end\u00f3geno no puede eliminar a tiempo las ERO, \u00e9stas pueden da\u00f1ar f\u00e1cilmente las biomol\u00e9culas, lo que en \u00faltima instancia conduce a la apoptosis celular. Bcl-2 y Bax son los genes inhibidores de la apoptosis y los genes promotores de la apoptosis m\u00e1s representativos de la familia de prote\u00ednas Bcl-2, respectivamente. La prote\u00edna Bax codificada por el gen Bax puede formar heterod\u00edmeros con Bcl-2, inhibiendo la expresi\u00f3n de Bcl-2. La investigaci\u00f3n ha descubierto que la proporci\u00f3n de prote\u00ednas Bax\/Bcl-2 es un factor clave que determina la fuerza de la inhibici\u00f3n de la apoptosis celular, y Bax\/Bcl-2 tambi\u00e9n puede considerarse como un interruptor molecular para la apoptosis. El mecanismo de la apoptosis celular inducida por Bax es que Bax entra en la mitocondria bajo la acci\u00f3n de tBid, aumenta la permeabilidad de la membrana mitocondrial y, a continuaci\u00f3n, libera citocromo C. La liberaci\u00f3n de citocromo C es un paso clave en la v\u00eda end\u00f3gena de la apoptosis celular, que se produce al dirigirse y activar la Caspasa-9, lo que conduce a la activaci\u00f3n de las caspasas efectoras (como la Caspasa-3). Por lo tanto, este estudio investig\u00f3 el efecto protector de MIP-16 en la apoptosis celular inducida por 6-OHDA mediante la detecci\u00f3n de los niveles de expresi\u00f3n de Bcl-2 y Bax, as\u00ed como la actividad de Caspasa (Caspasa-3 y Caspasa-9). A partir de nuestra investigaci\u00f3n, observamos que el pretratamiento de 6-OHDA con MIP-16 aument\u00f3 significativamente los niveles de Bcl-2 y disminuy\u00f3 los niveles de Bax, mientras que la inhibici\u00f3n de la actividad de la Caspasa-3 y Caspasa-9. Estos resultados sugieren que MIP-16 puede ejercer efectos antiapopt\u00f3ticos mediante la regulaci\u00f3n de la relaci\u00f3n Bcl-2\/Bax y la inhibici\u00f3n de la actividad de la Caspasa-3\/-9.
\nLos resultados de la investigaci\u00f3n indican que MIP-16 tiene un efecto inhibidor significativo sobre la apoptosis inducida por 6-OHDA en c\u00e9lulas PC12: remodelando la actividad de enzimas antioxidantes end\u00f3genas, incluyendo SOD, CAT, y GSH Px, como un promotor antioxidante end\u00f3geno. Reducir los niveles de ROS y la producci\u00f3n de MDA, disminuyendo as\u00ed los niveles de oxidaci\u00f3n celular e inhibiendo el inicio de la apoptosis. Regular la relaci\u00f3n Bax\/BCl-2, inhibiendo la expresi\u00f3n de Caspasa-9 y Caspasa-3, bloqueando as\u00ed la v\u00eda de la apoptosis mitocondrial en las c\u00e9lulas. El MIP-16 tiene una estructura simple y es f\u00e1cil de sintetizar artificialmente, por lo que se espera que se desarrolle y utilice como f\u00e1rmaco para aliviar y ayudar al tratamiento de la EP.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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