Use of selected metal ions for the separation of peptides isolated from thermally processed string beans

• Autorzy: Karas M , Baraniak B.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie wybranych jonow metali w procesie rozdzialu peptydow izolowanych z fasoli szparagowej poddanej obrobce termicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Recent years have witnessed growing interest in research on the structure and properties of proteins and peptides as physiologically active dietary components. The above has spurred a new interest in the isolation of animal, plant and microbiological peptides and investigation of their biological activity. The isolation and separation of protein and peptide mixture is not an easy procedure. Immobilised Metal Ion Affinity Chromatography (IMAC) is increasingly often used in this process. Affinity chromatography relies on the specific interactions between amino acids, their reactive groups in peptides and metal ions. The objective of this study was to determine whether copper and nickel ions can be used for the separation of peptides isolated from string beans than had been blanched and heated in a microwave oven. In this study, peptides extracted with 1% trichloroacetic acid (TCA) from string beans that had been blanched and heated in a microwave oven, were separated by chromatography on columns with copper and nickel ions immobilised through iminodiacetic acid (IDA). Peptide concentrations of the separated fractions were determined. Peptides found in string beans had similar affinity for metal ions in the Cu > Ni sequence, with selectivity in the Ni > Cu sequence. Microwave heating of string beans decreases the peptide content of extracts isolated with 1% TCA. The resulting changes are dependent on the duration of the process and the type of heating medium. Affinity chromatography with the use of metal ions immobilized to iminodiacetic acid (IDA)-Sephadex G-25 may be successfully used for the separation of peptides isolated from string beans.

PL

W ostatnich latach obserwuje się coraz większe zainteresowanie badaniem struktury oraz właściwości białek i peptydów jako fizjologicznie aktywnych składników diety. W związku z powyższym wzrosło zainteresowanie izolowaniem i badaniem biologicznie aktywnych peptydów pochodzenia zwierzęcego, roślinnego oraz mikrobiologicznego. W skomplikowanym procesie rozdziału i izolowania mieszanin białek i peptydów coraz szersze zastosowanie znalazła chromatografia powinowactwa na unieruchomionych jonach metali – IMAC (Immobilized Metal Ion Affinity Chromatography). Chromatografia powinowactwa wykorzystuje specyficzne oddziaływania między aminokwasami oraz ich reaktywnymi ugrupowaniami w peptydach a jonami metali. Celem pracy było zbadanie przydatności jonów miedzi i niklu w procesie rozdziału peptydów izolowanych z fasoli szparagowej poddanej blanszowaniu i ogrzewaniu mikrofalami. Fasolę szparagową poddano odpowiedniej obróbce cieplnej (blanszowanie i ogrzewanie w kuchence mikrofalowej), a z uzyskanego surowca ekstrahowano peptydy 1% kwasem trójchlorooctowym (TCA) Następnie przeprowadzono rozdział chromatograficzny na kolumnach z unieruchomionymi jonami niklu i miedzi poprzez kwas iminodioctowy (IDA). W otrzymanych frakcjach oznaczono zawartość peptydów. Peptydy obecne w fasoli szparagowej charakteryzowały się zbliżonym powinowactwem do jonów metali, co przebiegało w kolejności Cu > Ni, natomiast selektywność układała się w kolejności Ni > Cu. Ogrzewanie fasoli szparagowej obniża poziom peptydów w ekstraktach izolowanych 1% TCA. Zmiany uzależnione są od czasu trwania procesu i rodzaju zastosowanego czynnika grzewczego. Metoda chromatografii powinowactwa z wykorzystaniem unieruchomionych jonów metali na schelatowanym kwasem iminodioctowym (IDA) żelu Sephadex G-25 może być z powodzeniem stosowana do rozdziału peptydów izolowanych z fasoli szparagowej.

Słowa kluczowe

EN

metal ion; separation; peptide; isolation; string bean; thermal process; affinity chromatography

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.291-300,fig.,ref.

Twórcy

autor

Karas M

• University of Life Sciences in Lublin, Skromna 8, 20-704 Lublin, Poland

autor

Baraniak B.

Bibliografia

• Adler-Nissen J. 1979. Determination of the degree of hydrolysis of food protein hydrolysates by trinitrobenzenosulfonic acid. J. Agric. Food Chem., 27: 1256-1262.
• Bosiacki M., Tyksiński W. 2009. Copper, zinc, iron and manganese content in edible parts of some fresh vegetables sold on markets in Poznań. J. Elementol., 14(1): 13-22.
• Chaga G. 2001. Twenty five years of immobilized metal ion affinity chromatography: past, present and future. J. Biochim. Biophys. Methods, 49: 313-334.
• Habeeb A. 1966. Determination of free amino groups in proteins by trinitrobenzenosulfonic acid. Anal. Biochem., 14: 328-336.
• Hansen P., Andersson L., Lindeberg G. 1996. Purification of cysteine-containing synthetic peptides via selective binding of the a-amino group to immobilized Cu2+ and Ni2+ ions. J. Chromatogr., 723: 51-59.
• Johnson R., Todd R., Arnold F. 1996. Multipoint binding in metal-affinity chromatography. Effect of pH and imidazole on chromatographic retention of engineered histidine-containing cytochromes c. J. Chromatogr., 725: 225-235.
• Kroll J., Rawel H., Krock R. 1998. Microwave digestion of proteins. Z Lebensm Unters Forsch A, 207: 202-206.
• Li Y., Agrawal A., Sakon J., Beitle R. 2001. Characterization of metal affinity of green fluorescent protein and its purification through salt promoted, immobilized metal affinity chromatography. J. Chromatogr., 909: 183-190.
• Liesiene J., Racaityte K., Morkeviciene M., Valancius P., Bumelis V. 1997. Immobilized metal affinity chromatography of human growth hormone. Effect of ligand density. J. Chromatogr., 764: 27-33.
• Lin F-Y., Chen W-Y., Huang S-Y. 2000. Selective separation of caseinophospopeptides through immobilized metal ion affinity chromatography: effects of pH values, salt concentrations and degree of phosphorylation. Bioprocess Engin., 23: 467-471.
• Patwardhan A., Ataai M. 1997. Site accessibility and the pH dependence of the saturation capacity of a highly cross-linked matrix. Immobilized metal affinity chromatography of bovine serum albumin on Chelating Superose. J. Chromatogr., 767: 11-23.
• Roque A.C.A., Silva C.S.O., Taipa M. A. 2007. Affinity-based methodologies and ligands for antibody purification: Advances and perspectives. J. Chromatogr. A, 1160: 44-55.
• Senze M., Kowalska-Góralska M., Pokorny P. 2009. Metals in chosen aquatic plants in a lowland dam reservoir. J. Elementol., 14(1): 147-56.
• Sidenius U., Farver O., Jons O., Gammelgaard B. 1999. Comparison of different transition metal ions for immobilized metal affinity chromatography of selenoprotein P human plasma. J. Chromatogr., 735: 85-91.
• Surówka K. 1994. Mikrofale i ich zastosowanie w technologii żywności [Microwaves and their applicability in food technology]. Zywn. Technol., Jakość, 1: 13-20. (in Polish)
• Ueda E., Gout P., Morganti L. 2003. Current and prospective applications of metal ion protein binding. J. Chromatogr., 988: 1-23.
• Vancan S., Everson M., Bueno S. 2002. IMAC of human IgG: studies with IDA-immobilized copper, nickel, zinc, and cobalt ions and different buffer systems. Proc. Biochem., 37: 573-579.
• Varlamov V., Lopatin S., Ilyja A., Bannikova G., Chlenov M. 1995. New approaches to chromatographic purification of bovine dopamine-d-hydroxylase. J. Chromatogr., 711: 113-118.
• Volz J., Bosch F., Wunderlin M., Schuhmacher M., Melchers K., Bensch K., Steinhilber W., Schafer K., Tóth G., Penke B., Przybytki M. 1998. Molecular characterization of metal — binding polypeptide domains by electrospray ionization mass spectrometry and metal chelate affinity chromatography. J. Chromatogr., 800: 29-37.
• Zachariou M., Hearn M. 2000. Adsorption and selectivity characteristics of several human serum proteins with immobilized hard Lewis metal ion-chelate adsorbents. J. Chromatogr., 890: 95-116.