Palabras clave
actividad antiamiloide
inhibición
polifenol
avenantramida-C
Cómo citar
Resumen
La insulina es una proteína globular, pequeña, con estructura alfa-helicoidal que regula la homeostasis de glucosa en el organismo; al fallar su función en los pacientes diabéticos; se recurre a un auxiliar que se produce a través de un proceso químico industrial, este procedimiento, plantea desafíos importantes para los laboratorios farmacéuticos debido a la formación de agregados amiloides de insulina. Los compuestos fenólicos como el fenol y el m-cresol se emplean habitualmente para estabilizar la forma hexamérica de la insulina durante su preparación comercial. Pero, su uso a largo plazo puede ser tóxico debido a los efectos adversos que provocan los fenoles. Por tanto, en este trabajo se seleccionó a la avenantramida-C, principal polifenol de la avena, para evaluar su capacidad antiamiloide debido a la similitud estructural que tiene con los compuestos fenólicos mencionados. Los resultados demuestran que la avenantramida-C disminuye la formación de amiloides de insulina de manera dosis-dependiente. El análisis espectrofotométrico realizado con la sonda ANS muestra que la avenantramida-C se une a las regiones hidrofóbicas de intermediarios de insulina parcialmente desplegados, por lo que puede considerarse como un nuevo agente para inhibir la formación de amiloides durante la fabricación biofarmacéutica.
Citas
Alam, P., Beb, A.Z., Siddiqi, M.K., Chaturvedi, S.K., Rajpoot, R.K., Ajmal, M.R., Zaman, M., Abdelhameed, A.S. & Khan, R.H. (2017). Ascorbic acid inhibits human insulin aggregation and protects against amyloid induced cytotoxicity. Archives of Biochemistry and Biophysics, 621, 54-62. DOI: 10.1016/j.abb.2017.04.005
Das, A., Gangarde, Y.M., Tomar, V., Shinde, O., Upadhyay, T., Alam, S., Ghosh, S., Chaudhary, V. & Saraogi, I. (2020). Small-molecule inhibitor prevents insulin fibrillogenesis and preserves activity. Molecular pharmaceutics, 17, 1827-1834. DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.9b01080
Dubey, K., Anand, B.G., Shekhawat, D.S. & Kar, K. (2017). Eugenol prevents amyloid formation of proteins and inhibits amyloid-induced hemolysis. Scientific Reports, 7, 40744- 40754. DOI: 10.1038/srep40744
Gancar, M., Kurin, E., Bednarikova, Z., Marek, J., Mucaji, P., Nagy, M. & Gazova, Z. (2020). Amyloid aggregation of insulin: An interaction study of green tea constituents. Scientific Reports, 10, 9115-9126. DOI: 10.1038/s41598-020-66033-6
Gong H., He, Z., Peng, A., Zhang, X., Cheng, B., Sun, Y., Zheng, L. & Huang, K. (2014). Effect of several quinones on insulin aggregation. Scientific Reports, 4, 5648-5655. DOI: 10.1038/srep05648
Hudson, S.A., Ecroyd, H., Kee, T.W. & Carver, J.A. (2009). The thioflavin T fluorescence assay for amyloid fibril detection can be biased by the presence of exogenous compounds. The FEBS Journal, 276, 5960-5972. DOI: 10.1111/j.1742-4658.2009.07307.x
Iannuzzi, C., Borriello, M., Portaccio, M., Irace, G. & Sirangelo, I. (2017). Insights into insulin fibril assembly at physiological and acidic pH and related amyloid intrinsic fluorescence. International Journal of Molecular Sciences, 18, 2551-2564. DOI: 10.3390/ijms18122551
Jarosinski, M.A., Dhayalan, B., Chen, Y., Chatterjee, D., Varas, N. & Weiss, M.A. (2021). Structural principles of insulin formulation and analog design: A century of innovation. Molecular Metabolism, 52,101325-101343. DOI: 10.1016/j.molmet.2021.101325
Jayamani, J., Shanmugam, G., Ramaprasad, E. & Singam, A. (2014). Inhibition of insulin amyloid fibril formation by ferulic acid, a natural compound found in many vegetables and fruits. Royal Society of Chemistry Advances, 4, 62326-62336. DOI: 10.1039/c4ra11291a
Lakowicz, J.R. (2006). Principles of Fluorescence Spectroscopy. 3rd edition. Baltimore, MD. Springer pp 277-282.
Nie, R., Zhu, W., Peng, J. Ge, Z. & Li, C. (2016). A-type dimeric epigallocatechin-3-gallate (EGCG) is a more potent inhibitor against the formation of insulin amyloid fibril than EGCG monomer. Bichimie, 125, 204-212. DOI: 10.1016/j.biochi.2016.03.011
Okamura, S., Hayashino, Y., Kore-Eda, S. & Tsujii, S. (2013). Localized amyloidosis at the site of repeated insulin injection in a patient with type 2 diabetes. Diabetes Care, 36, e200. DOI: 10.2337/dc13-1651
Qafary, M., Rashno, F., Khajen, K., Khaledi, M. & Moosavi-Movahedi, A. (2022). Insulin fibrillation: Strategies for inhibition. Progress in Biophysics and Molecular Biology, 175, 49-62. DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2022.09.001
Quiroz Vázquez, M.G., Montiel Condado, D., Gonzalez Hernandez, B. & Gonzalez-Horta, A. (2020). Avenathramide-C prevents amyloid formation of bovine serum albumin. Biophysical Chemistry, 263, 106391-106399. DOI: 10.1016/j.bpc.2020.106391
Rabiee, A., Ebrahim-Habibi, A., Ghasemi, A. & Nemat-Gorgani, M. (2013). How curcumin affords effective protein against amyloid fibrillation in insulin. Food and Functio, 4, 1474-1480. DOI: 10.1039/c3fo00019b
Reinke, A.A. & Gestwicki, J.E. (2007). Structure-activity relationships of amyloid beta-aggregation inhibitors based on curcumin: influence of linker length and flexibility. Chemical Biology & Drug Design, 70, 206-215. DOI: 10.111/j.1747-0285.2007.00557.x.
Weber, C., Kammerer, D., Streit, B. & Licht, A. (2015). Phenolic excipients of insulin formulations induce cell death, pro-inflammatory signaling and MCP-1 release. Toxicology Reports, 2, 194-2020. DOI: 10.1016/j.toxrep.2014.11.019
Younan, N.D. & Viles, J.H. (2015). A comparison of three fluorophores for the detection of amyloid fibers and prefibrillar oligomeric assemblies. Tht (Thioflavin T) ANS (1-anilinonaphthalene-8-sulfonic acid) and bisANS (4,4-Dianilino-1,1-binaphthyl-5,5-disulfonic acid). Biochemistry, 54, 4297-4306. DOI: 10.1021/acs.biochem.5b00309
Ziaunys, M., Mikalauskaite, K., Sakalauskas, A. & Smirnovas, V. (2024). Study of insulin aggregation and fibril structure under different environmental conditions. International Journal of Molecular Science, 25, 9406-9422. DOI: 10.3390/ijms25179406
Se declara que los Derechos de Autor de TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas de la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, pertenecen a la Universidad Nacional Autónoma de México
TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas está distribuido bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivar 4.0 Internacional.
Se sugiere a los Autores que una vez que su artículo esté publicado en TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas, aparezca en los repositorios de las Instituciones a las que están adscritos, con la finalidad de que su difusión sea más amplia.