Optimización de la actividad de la enzima Diamino Oxidasa procedente de algunas legumbres

Abstract

[ES] La histamina es una amina biógena, producto de la descarboxilación del aminoácido L-histidina, reacción catalizada por la enzima L-histidina descarboxilasa (EC.4.1.1.22). En el ser humano, la histamina está involucrada en respuestas del sistema inmunitario, regula diversas funciones fisiológicas y actúa como neurotransmisor en el sistema nervioso central. En los alimentos, un sobrecrecimiento de bacterias con actividad descarboxilasa puede favorecer la degradación del aminoácido histidina y, por lo tanto, la formación de histamina. El consumo de estos alimentos puede producir una acumulación de histamina en el organismo y causar reacciones adversas como migrañas, cefaleas y dolor muscular, entre otras. La diamino oxidasa (DAO, EC.1.4.3.6) es la principal enzima del metabolismo de la histamina ingerida. Esta enzima se localiza mayoritariamente en el epitelio intestinal, donde degrada de forma controlada la histamina ingerida. Cuando hay un déficit de DAO, se produce un desequilibrio en este mecanismo de regulación. Existen suplementos que contienen DAO procedente de riñón de cerdo, que permiten reducir los niveles de histamina en sangre entre un 12-14%. Sin embargo, este porcentaje de reducción es bajo y sería interesante obtener nuevas fuentes de DAO de elevada actividad enzimática. En este sentido, las legumbres se presentan como una alternativa interesante, ya que, presentan altos niveles de actividad enzimática de DAO y se ajustan a las tendencias actuales de los consumidores que prefieren consumir productos y derivados de origen vegetal. El objetivo de este trabajo es obtener un extracto procedente de legumbres, concretamente, guisantes y lentejas, con elevada actividad de la enzima DAO. Para ello, se determinará el periodo óptimo de germinación de las semillas de legumbre y las condiciones óptimas (pH y temperatura) de reacción de la enzima. Además, se evaluará el impacto de la aplicación de pulsos eléctricos de alto voltaje (PEF) sobre la actividad de la enzima DAO procedente de ambas legumbres. Los mayores valores de actividad enzimática se obtuvieron a los seis días de germinación y cuando la reacción enzimática tuvo lugar a pH 7,2 y 37ºC de temperatura, en ambas legumbres. El tratamiento con PEF consiguió aumentar la actividad enzimática de la DAO en un 55 y un 125% en guisante y lenteja, respectivamente. La actividad de la DAO de origen vegetal, obtenida con y sin aplicación de PEF, presentó valores superiores a la de riñón de cerdo.

Este trabajo se relaciona con los siguientes ODS de la Agenda 2030: ODS-3, Salud y bienestar; ODS-9, Industria, Innovación e Infraestructuras; ODS-12, Producción y consumo responsables; ODS-15, Vida de ecosistemas terrestres.

[EN] Histamine is a biogenic amine, a product of the decarboxylation of the amino acid L-histidine, a reaction catalyzed by the enzyme L-histidine decarboxylase (EC.4.1.1.22). In humans, histamine is involved in immune system responses, regulates various physiological functions, and acts as a neurotransmitter in the central nervous system. In food, an overgrowth of bacteria with decarboxylase activity may promote the degradation of the amino acid histidine and thus the formation of histamine. The consumption of these foods can lead to an accumulation of histamine in the body and cause adverse reactions such as migraines, headaches, and muscle pain, among others. Diamine oxidase (DAO, EC.1.4.3.6) is the main enzyme involved in the metabolism of ingested histamine. This enzyme is mainly located in the intestinal epithelium, where it degrades ingested histamine in a controlled manner. When there is a DAO deficiency, there is an imbalance in this regulatory mechanism. Supplements containing DAO from pig kidney are available that can reduce blood histamine levels by 12-14%. However, this percentage reduction is low, and it would be interesting to obtain new sources of DAO with high enzymatic activity. In this respect, legumes are an interesting alternative, as they have high levels of DAO enzyme activity and are in line with current consumer trends towards plant-based products and derivatives. The aim of this work is to obtain an extract from legumes, specifically peas and lentils, with high DAO enzyme activity. To this end, this work establishes the optimal germination period of the legume seeds, the optimal conditions (pH and temperature) for the enzyme reaction and determines the impact of the application of Pulsed Electric Fields (PEF) on the activity of the DAO enzyme from both legumes. The highest enzyme activity values were obtained six days after germination and when the enzyme reaction took place at pH 7.2 and 37°C temperature, in both legumes. PEF treatment was able to increase DAO enzyme activity by 55 and 125% in pea and lentil, respectively. The activity of plant DAO, obtained with and without PEF application, showed higher values than that of pig kidney