O documento discute a produção em escala industrial de peptídeos bioativos de grau farmacêutico obtidos através da hidrólise enzimática de proteínas de resíduos agroindustriais. O processo envolve a hidrólise enzimática das proteínas, purificação dos peptídeos através de ultrafiltração e cromatografia, e avaliação estrutural e funcional dos compostos obtidos.

1. Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Engenharia de Alimentos
Departamento de Ciência de Alimentos
Produção em Escala Industrial de Peptídeos
Bioativos de Grau Farmacêutico
Camilo Barroso Teixeira
Dra. Gabriela Alves Macedo
(Bioquímica – DCA/FEA/Unicamp)

3. Introdução
• Efeitos colaterais dos fármacos tradicionais (ex:antibióticos);
• Estudos apontando efeitos fisiológicos benéficos de peptídeos
presentes em alimentos;
• Bioespecificidade, baixa toxicidade, obtidos de resíduos da
indústria de alimentos;
• Produção feita por tecnologia de transgênicos recombinantes
e métodos sintéticos;
• Produção por hidrólise enzimática de proteínas de resíduos da
indústria de alimentos como alternativa.

4. Peptídeos Bioativos
• Hidrolisados protéicos que podem induzir
efeitos fisiológicos benéficos;
• Os fragmentos não apresentam mesma
atividade que a proteína;
• Pode ser hidrolisado in vitro ou in vivo;
• Atividade antimicrobiana, antihipertensiva,
citomodulatória, imunomodulatório;

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7. Peptan
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8. Processo
Mais viáveis econom.

9. Matéria-prima
• Proteínas de Alimentos;
• Resíduos agroindustriais (pele de peixe, ossos,
resíduos de grãos);
• Enzimas: proteases vegetais, animais e microbianas;
• Bacillus sp., Bifidobacterium, Bactérias láticas;
• Menor custo de cultivo e menor tempo de síntese;
maior facilidade de extração e purificação;
• Bactérias láticas: endopeptidases, aminopeptidases,
tripeptidases e dipeptidases;

10. Hidrólise Protéica
• Hidrólise enzimática in vivo e in vitro;
fermentação microbiana in situ;
• Enzimas imobilizadas: redução do custo de
catalisador;
• Processos contínuos: maior eficiência e menor
custo de produção;
• Utilização de sistemas combinados de reação
e purificação (Ex: reatores de membrana de
ultrafiltração)

11. Fermentação Microbiana in situ
• Influências dos parâmetros de crescimento
(condições do inóculo e do meio de
fermentação);
• Expressão de genes transcritos das enzimas é
controlada pela concentração de peptídeos no
meio;
• Tem melhor expressão em meios sintéticos;
• Maior custo de purificação;

12. Reator de Membrana

13. Purificação dos Compostos

14. Purificação
• Ultrafiltração, cromatografia de troca iônica,
Filtração em gel e Cromatografia Líquida;
• Processos muito caros para Escala Industrial;
• Purificação representa 70% do custo de capital
e de operação;
• Eletrofiltração por Membrana:
• Otimizar transf. Massa: Tipo de membrana,
intensidade do campo elétrico, concentração
de hidrolisado

15. Cromatografia Eletroforese
Ultrafiltração

16. Avaliação da Estrutura e Análise dos Compostos

17. • Análise da sequência de aminoácidos e propriedades
físicas são usadas para predição dos efeitos
fisiológicos;
• Ex: Antimicrobianos são curtos, hidrofóbicos e
catiônicos;
• Inibidores de enz. De conversão de Angiotensina tem
resíduo de prolina;
• Propriedade funcional determinada pela estrutura
3D;
• Métodos: Cristalografia de raio-X; espectroscopia de
massa; RMN
• Métodos que quantificam a relação entre estrutura e
atividade (QSAR): Robbeta, PepLook, PEPstr.

18. Bioinformática
• Conhecimento do efeito estrutura-atividade
biológica;
• Desenvolver e projetar peptídeos e simulação de
modelos preditivos;
• Bancos de dados: seleção de proteínas/enzimas,
reação de hidrólise e caracterização;
• Modelo de predição relação Estrutura-Atividade
usada para identificar a potência de inibidores de
enzimas conversoras de Angiotensina 1 (ACE);

19. Ciclo de Desenvolvimento de Fármacos
• Ciclo de Desenvolvimento: Descoberta e
Desenvolvimento de Pesquisa; Revisão Regulatória e
Aprovação; Comercialização.
• 10-12 anos entre a descoberta e a comercialização
do fármaco;
• Órgãos reguladores menos tolerantes: risco de
segurança e efetividade fisiológica dos fármacos;
• Peptídeos como solução: mais seguros, menor
acúmulo nos tecidos;

21. • Desafios: Baixa solubilidade e dificuldade no
transporte e entrega; Baixa estabilidade e
Risco de efeitos desconhecidos;
• As características físicas responsáveis pela
bioatividade também são pela solubilidade e
permeabilidade da membrana
• Encapsulamento: polímeros , lipossomos