RESUMO
Background: The nutraceutical properties of food hydrolysates rely on multiple biochemical interactions involving the modulation of enzymes and cellular receptors. Numerous bioactive peptides released from troponin and tropomyosin digestion have been identified. Their characterization has mostly been performed by hydrolysis catalyzed by proteases unrelated to the human digestive system. Objective: This study aimed to determine the bioactive profile of beef, pork, and chicken meat by analyzing the frequency and pharmacokinetics of biopeptides released from troponin and tropomyosin. Methods:In silico digestion and biopeptide release frequency were studied by three parameters; bioactive fragments release frequency (AE), frequency percentage (W), and mean occurrence (AS), all stated on the BIOPEP-UWM platform. Further on, hydrolysis end-products were screened based on gastrointestinal-absorption probability and pharmacokinetic profiling performed on SwissADME, SwissTargetPrediction, and ADME/Tlab bioinformatics web tools. Statistical analyses were performed using a one-way ANOVA test. Results: Dipeptidyl peptidase-IV (DPP-IV) and angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibiting biopeptides exhibited the highest release frequency. Moreover, W and ASparameters showed no significant difference (p>0.05) between the myofibrillar isoforms assessed. Seven biopeptides were classified as highly absorbable and reported optimal drug-likeness compliance. Although biopeptides hold good pharmacokinetic properties, the therapeutic potency of biopeptides showed to be lower than those of DPP-IV and ACE-inhibiting drugs. Conclusions: Troponin and tropomyosin are rich dietary sources of bioactive peptides, mainly DPP-IV and ACE inhibitors. Digestion end-products are mainly dipeptides with optimal pharmacokinetic and drug-like properties, suggesting a potential therapeutic application in hypertensive and hyperglycemic disorders
Antecedentes: Las propiedades nutracéuticas de los hidrolizados de alimentos dependen de múltiples interacciones bioquímicos que involucran la modulación de enzimas y receptores celulares. Se han identificado numerosos péptidos bioactivos liberados de la digestión de troponina y tropomiosina, pero su caracterización se ha llevado a cabo principalmente por hidrólisis catalizada por proteasas ajenas al sistema digestivo humano. Objetivo: Este estudio tuvo como objetivo determinar el perfil bioactivo de la carne de res, cerdo y pollo mediante el análisis de la frecuencia y farmacocinética de los biopéptidos liberados de la troponina y la tropomiosina. Métodos: Se estudió la digestión in silico y la frecuencia de liberación de biopéptidos mediante dos parámetros; frecuencia de liberación de fragmentos bioactivos (AE), frecuencia porcentual (W) y ocurrencia media (AS), ambos indicados en la plataforma BIOPEP-UWM. Más adelante, los productos finales de la hidrólisis se examinaron en función de la probabilidad de absorción gastrointestinal y el perfil farmacocinético realizado en las herramientas bioinformáticas SwissADME, SwissTargetPrediction y ADME/Tlab. El análisis estadístico se llevó a cabo mediante una prueba ANOVA de una vía. Resultados: Los biopéptidos inhibidores de la dipeptidil peptidasa IV (DPP-IV) y la enzima convertidora de angiotensina (ECA) exhibieron la mayor frecuencia de liberación. Además, los parámetros W y ASno mostraron diferencias significativas (p> 0.05) entre las isoformas miofibrilares evaluadas. Siete biopéptidos se clasificaron como altamente absorbibles e informaron un cumplimiento óptimo de similitud con el fármaco. Aunque los biopéptidos tienen propiedades farmacocinéticas adecuadas, su potencia terapéutica demostró ser menor que la de los fármacos inhibidores de la DPP-IV y la ACE. Conclusiones: La troponina y la tropomiosina son una fuente dietética rica en péptidos bioactivos, principalmente DPP-IV e inhibidores de la ACE. Los productos finales de la digestión son principalmente dipéptidos con propiedades farmacocinéticas óptimas y similares a la de los fármacos, lo que sugiere una aplicación terapéutica factible en trastornos hipertensivos e hiperglicémicos
Assuntos
Humanos , Peptídeos , Tropomiosina , Troponina , Inibidores da Enzima Conversora de Angiotensina , Inibidores da Dipeptidil Peptidase IVRESUMO
SUMMARY Introduction: Neurokinin-B receptor (NK3R) activation is tightly involved in the onset of vasomotor symptoms during menopause, yet there are still no NK3R antagonistic drugs approved for hot flashes therapy. Determining the pharmacokinetic properties of current drug candidates is crucial for scaffold identification and prediction of feasible outcomes in future clinical trials. Aim: To develop a pharmacokinetic profile of new NK3R blockers with hot flashes reducing activity and by comparing them with trial-suspended NK3R antagonists (Osanetant & Talnetant), it is expected to identify enhanced properties in novel compounds. Methodology: For in silico evaluation, Smiles were retrieved from PubChem and DrugBank, and further analysis was carried out through ADMETlab and SwissADME to calculate compounds drug-likeness and pharmacokinetics. Results: Pavinetant & Fezoline-tant and SB-222.200 & SB-218.795 exhibited higher compliance with drug-likeness rules and more suitable physicochemical properties when compared to Osanetant & Talnetant. ADME/T evaluation showed considerable disparities between groups, yet no significant difference was reported. Pharmacokinetic properties varied irregularly among studied compounds. Conclusion: Novel NK3R antagonists exhibit enhanced properties when compared to formerly suspended ones. Fezolinetant is predicted to have more favorable outcomes based on in silico evaluation.
Introducción: la activación del receptor de neuroquinina-B (NK3R) está estrechamente relacionada con la aparición de síntomas vasomotores durante la menopausia, no obstante, a la fecha no se reportan fármacos antagonistas de NK3R aprobados para el manejo de sofocos. La evaluación de las propiedades farmacocinéticas de los compuestos inhibidores de NK3R resulta indispensable para la identificación de potenciales farmacóforos y para la estimación de posibles resultados en ensayos clínicos. Objetivo: determinar las características farmacocinéticas de los nuevos compuestos inhibidores de NK3R con propiedades reductoras de los fogajes asociados a la menopausia, y por medio de un análisis comparativo con los antagonistas de NK3R cuyo ensayo clínico fue suspendido (Osanetant & Talnetant), se espera identificar propiedades superiores en los nuevos compuestos desarrollados. Metodología: se obtuvieron los códigos Smiles a partir de PubChem y DrugBank, posteriormente, el análisis se basó en el cálculo de las propiedades farmacocinéticas y drug-like mediante las plataformas ADMETlab y SwissADME. Resultados: Pavi-netant & Fezolinetant y SB-222.200 & SB-218.795 exhiben mejores propiedades fisicoquímicas y cumplen a mayor cabalidad las reglas drug-likeness al compararse con Osanetant & Talnetant. La evaluación ADMET reveló variaciones entre los grupos, pero ninguna fue significativa. Las propiedades farmacocinéticas varían de forma irregular entre los distintos compuestos. Conclusiones: los antagonistas de NK3R recientemente desarrollados exhibieron propiedades superiores frente a los compuestos de ensayos suspendidos. Los resultados del estudio in silico permiten deducir que el Fezolinetant podría tener mejores resultados en futuros ensayos clínicos.
Introdução: a ativação do receptor de neuroquinina-B (NK3R) está intimamente relacionada ao aparecimento de sintomas vasomotores durante a menopausa, entretanto, até o momento não há relatos de drogas antagonistas de NK3R aprovadas para o manejo das ondas de calor. A avaliação das propriedades farmacocinéticas de compostos inibidores de NK3R é essencial para a identificação de potenciais farmaco-foros e para a estimativa de possíveis resultados em ensaios clínicos. Objetivo: determinar as características farmacocinéticas dos novos compostos inibidores de NK3R com propriedades redutoras de ondas de calor associadas à menopausa, e através de uma análise comparativa com os antagonistas de NK3R cujo ensaio clínico foi suspenso (Osanetant & Talnetant), espera-se identificar propriedades superiores nos compostos recém-desenvolvidos. Metodologia: os códigos Smiles foram obtidos do PubChem e DrugBank, posteriormente, a análise foi baseada no cálculo das propriedades farmacocinéticas e farmacocinéticas utilizando as plataformas ADMETlab e SwissADME. Resultados: Pavinetant & Fezolinetant e SB-222.200 & SB-218.795 apresentam melhores propriedades físico-químicas e atendem mais plenamente às regras de ""drug-likeness" quando comparados ao Osanetant & Talnetant. A avaliação ADMET revelou variações entre os grupos, mas nenhuma foi significativa. As propriedades farmacocinéticas variam irregularmente entre os diferentes compostos. Conclusões: os antagonistas de NK3R recém-desenvolvidos exibiram propriedades superiores em relação aos compostos de teste suspensos. Os resultados do estudo in silico permitem-nos deduzir que o Fezolinetant poderá ter melhores resultados em futuros ensaios clínicos.
RESUMO
Background: Milk-derived biopeptides have reported in vitro dipeptidyl-peptidase IV (DPP-IV) inhibition, suggesting a glycemic-regulatory effect in Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM). Nonetheless, the therapeutic application of these nutraceuticals is limited by the scarcity of knowledge regarding their pharmacokinetic profile. Objective: This study aimed to characterize and assess the pharmacokinetics of milk-derived biopeptides. Through an in silico comparative analysis with gliptins, we expected to identify enhanced properties in food-hydrolysates and suitable DPP-IV inhibiting peptides as candidates for T2DM therapy. Methods: A comparison between gliptins and biopeptides was conducted based on in silico evaluation of drug-likeness, physicochemical properties, pharmacokinetics, and synthetic accessibility. Suitable target proteins for gastrointestinal-absorbable biopeptides were determined as well. Data collection was performed on SwissADME, ADMETlab, DrugBank, SwissTargetPrediction, ChemDes, and BIOPEP-UWM platforms. Statistical analysis was carried out using a one-way ANOVA test. Results: Drug-likeness compliance showed no significant difference between gliptins and biopeptides (p>0.05) in three out of nine assessed rules, though gastrointestinal-absorbable biopeptides exhibited no significant difference with gliptins in five drug-likeness guidelines. The physicochemical evaluation revealed a significant difference (p<0.05) between both groups, with peptides exhibiting enhanced solubility, flexibility, and polarity. Nine out of thirty-six assessed biopeptides reported being likely gastrointestinal-absorbable molecules, from which six displayed ≥30% predicted bioavailability, two reported CYP450 interactions, and all were determined to be blood confined. Biopeptides showed a slightly lower clearance than gliptins yet counteracted by a significantly lower half-life. Moreover, synthetic accessibility scores indicated higher synthetic ease for biopeptides. In addition, absorbable bioactive peptides reported a considerable binding affinity to DPP-IV and Calpain-I. Conclusions: Compared to gliptins, gastrointestinal-absorbable biopeptides exhibit superior physicochemical properties (higher solubility, flexibility, and polarity), lesser CYP450 interactions, higher synthetic ease, and some reported an important affinity for DPP-IV and Calpain-I. Only a small fraction of milk-derived biopeptides are suitable drug-like compounds and feasible candidates for T2DM therapy; yet, testing their therapeutic potency remains subject to further studies
Antecedentes: Los biopéptidos derivados de la leche han mostrado inhibir la dipeptidil-peptidasa IV (DPP-IV) en ensayos in vitro, lo que sugiere una regulación de la glicemia en la Diabetes Mellitus Tipo 2 (DM2). Sin embargo, su uso terapéutico está limitado por el escaso conocimiento de sus propiedades farmacológicas. Objetivo: Caracterizar y evaluar el perfil farmacocinético de los biopéptidos derivados de la leche. Por medio de un análisis comparativo in silico, se buscó identificar propiedades de carácter superior a las gliptinas en los biopéptidos inhibidores de DPP-IV, así como posibles candidatos a agentes terapéuticos en la DMT2. Métodos: Se llevó a cabo una comparación entre las Gliptinas y los biopéptidos basada en la evaluación in silicode las características "d r ug - li ke", propiedades fisicoquímicas, farmacocinética y accesibilidad sintética. Adicionalmente, se determinaron posibles proteínas diana para los biopéptidos de alta probabilidad de absorción gastrointestinal. Los datos se obtuvieron en SwissADME, ADMETlab, DrugBank, SwissTargetPrediction, ChemDes y BIOPEP-UWM. El análisis estadístico se basó en un análisis de varianza (one-way ANOVA test). Resultados: El cumplimiento de las reglas de "drug-likeness" no mostró diferencias significativas entre las gliptinas y los biopéptidos (p>0.05) en tres de las nueve normas evaluadas, empero, los biopéptidos absorbibles no mostraron diferencias significativas con las gliptinas en cinco de estas. La evaluación fisicoquímica reveló una diferencia significativa (p>0.05) entre ambos grupos y una mayor solubilidad, flexibilidad y polaridad para los biopéptidos. Nueve de los treinta y seis biopéptidos estudiados reportaron alta probabilidad de absorción gastrointestinal, de los cuales seis presentaron una biodisponibilidad predicha ≥30%, dos reportaron interacciones con el CYP450, y todos mostraron permanecer confinados en sangre. Los biopéptidos mostraron una tasa de aclaramiento inferior a las gliptinas, sin embargo, contrarrestado por una vida-media significativamente menor. Los valores de accesibilidad sintética indicaron una mayor facilidad de síntesis para los biopéptidos. Por último, los biopéptidos absorbibles mostraron una considerable afinidad por la DPP-IV y la Calpaína-I. Conclusiones: Frente a las gliptinas, los biopéptidos absorbibles presentan: propiedades fisicoquímicas superiores (mayor solubilidad, flexibilidad y polaridad), menores interacciones con el CYP450, mayor facilidad de síntesis y algunos una importante afinidad por la DPP-IV y la Calpaína-I. Una mínima fracción de biopéptidos derivados de la leche son candidatos viables para la terapia de DM2; sin embargo, la determinación de su efectividad terapéutica permanece sujeta a futuros estudios