Diseño de novo de una proteína ideal para la alimentación de pollos de carne de 0 a 21 días

Abstract

[ES] El concepto de proteína ideal esta basado en la idea de que para alcanzar su rendimiento óptimo y máximo crecimiento en una determinada etapa vital las aves necesitan unas cantidades y ratios específicos de aminoácidos. Sin embargo, dichos aminoácidos deben obtenerlos de alimentos, cuya eficacia de utilización (proporción, digestión y metabolización) no es elevada, llevado a unas elevadas pérdidas de nitrógeno en las deyecciones. Lo ideal sería poder sintetizar una proteína que cubriera las necesidades de todos los aminoácidos (sin excesos, ni defectos) y que fuera totalmente digerida y metabolizada. El objetivo de este trabajo es desarrollar un proceso de diseño de una proteína ideal completamente digestible y aprovechable en pollos de engorde de 0 a 21 días. Para ello realizamos una investigación sobre los requerimientos netos de aminoácidos y el funcionamiento del sistema digestivo a nivel enzimático de los pollos de dicha edad. A partir de estos datos diseñamos posibles estructuras primarias del polipéptido. A continuación, predecimos su estructura terciaria y sus propiedades fisicoquímicas mediante métodos computacionales. Las proteínas obtenidas se valoran en base a su digestibilidad, características fisicoquímicas y proyecciones futuras de síntesis y producción. Este procedimiento es aplicable para la obtención de proteínas en otras etapas vitales del animal partiendo del conocimiento de las exigencias nutricionales específicas. El método secuencial planteado presenta una primera aproximación para el diseño de proteínas en alimentación de precisión y es susceptible de mejora e implementación con los avances en el campo de la lngeniería y Diseño de Proteínas.

[EN] The ideal protein concept is based on the idea that to achieve optimum performance and maximum growth at a given stage of life, birds need specific amounts and ratios of amino acids. However, these amino acids must be obtained from feed, and their utilization efficiency (proportion, digestion and metabolization) is generally low, leading to high losses of nitrogen in excreta. Ideally, it should be possible to synthesise a protein that will meet the requirements of all amino acids (without excess or defect) while being fully digested and metabolised. The aim of this work was to develop a novel process to design an ideal protein completely digestible and usable in broilers from 0 to 21 days. To do so, we conducted a research on the net requirements of amino acids and the functioning of the digestive system at enzymatic level of chickens of that age. From these data, we designed possible primary structures of the polypeptide. Then, tertiary structure and its physicochemical properties were predicted by means of computational methods. The obtained proteins were evaluated based on their digestibility, physicochemical characteristics and future projections of synthesis and production. This procedure can be applied for obtaining proteins in other vital stages of the animal based on the knowledge of its specific nutritional requirements. The sequential method proposed presents a first approach for the design of proteins in precision feeding and is susceptible to improvement and implementation with progress in the field of Protein Engineering and Design.