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Effects of high-pressure processing (HPP) on the structure and potential of allergenicity of β-Parvalbumin from the European sea bass (Dicentrarchus Labrax)
| datacite.subject.fos | Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Power, Deborah | |
| dc.contributor.advisor | Anjos, Liliana | |
| dc.contributor.author | Russo, Guilherme Alexandre Alves | |
| dc.date.accessioned | 2023-05-12T10:13:50Z | |
| dc.date.embargo | 2026-05-12 | |
| dc.date.issued | 2022-11-24 | |
| dc.description.abstract | Fish allergy is an adverse immune response which affects 3% of the world population and is currently without cure. Parvalbumin (PARV) is the major allergen of fish allergies, eliciting IgE-mediated immune responses. It is a conserved protein in finfish species and highly abundant in the muscle, the largest portion of the food in fish. Two main PARV family clusters have the designations α and β, but only the β is a proven allergen. -PARV is considered a pan-allergen because as it has a vital function, it is widely distributed in wide range of bony fish species and other animals. Attempts to neutralize the allergenicity of proteins in food have been taken, by testing innovative processing methods, such as the High Hydrostatic Pressure (HP). An eco-friendly technology able to preserve the freshness and nutritional benefits of food products, while prolonging their shelf-life. Although HP processing of fish has a relatively small effect on sensory parameters, evidence shows modifications in the proteome and protein solubility of HP treated sea bass (Dicentrarchus labrax, dl) fillets, but the potential influences on human health, regarding the allergenicity is poorly clarified. In this thesis, the effect of HP and/or storage time in the allergenicity potential of -PARV from sea bass fillets was investigated. -PARV was successfully purified from the sarcoplasmic protein fractions of HP (600Mpa and 5 min.) and control fish after isothermal storage for 1 and 11 days and was analyzed by biochemical and biophysical techniques and in silico analysis to predict potential changes in the structural conformation. The results show a prevalence of α-helix in dl-PARV isolated from unprocessed fish fillets and those exposed to HP and time of storage modified the secondary and tertiary protein structure. dl-PARV epitope reactive to IgE/IgE shared a significant portion of residues in a position predicted to be of α-helix. The results suggest that the structural changes caused by HP may alter the allergenicity potential of dl-PARV, since the allergenic epitope seems to depend on protein conformation. | pt_PT |
| dc.description.abstract | O peixe é um dos recursos marinhos mais valiosos, sendo um factor vital para o crescimento económico e social de diversas nações e populações. A inclusão de peixe fresco num estilo de vida saudável é apoiada por diversos autores, principalmente porque são ricos em proteína. No entanto, a alergia ao peixe é uma resposta imune adversa, actualmente sem cura, cuja prevalência é cerca de 3% da população mundial, segundo dados da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura. A parvalbumina (PARV) é o maior alérgeno em peixes, provocando respostas imunes mediadas por IgE e é abundante no músculo branco de muitos vertebrados. Existem dois grupos principais da família das PARV´s, α e β, mas apenas a β é comprovadamente alergénica. A β-PARV é uma proteína acídica, de 10 a 15 kDa e tem 3 domínios EF-hand, 2 dos quais ligam Ca2+, factor importante na conformação dos epítopos IgE. Apesar de existirem diferentes isoformas em peixes, a sua estrutura tridimensional é bastante conservada, potenciando a reactividade cruzada por IgE. É considerada um pan-alérgeno porque como tem uma função vital, é amplamente distribuída numa ampla gama de espécies de peixes e outros animais. O peixe fresco é um produto muito sensível e altamente perecível, contribuindo para grande parte do desperdício alimentar. Métodos inovadores de processamento (ex: ultra-som ou plasma frio) estão a ser testados de modo a terem um papel crucial no rendimento da produtividade dos actuais sistemas alimentares, especialmente na indústria de pescado. A Alta Pressão Hidrostática (APH), é uma tecnologia não-térmica, inovadora e ecológica, que se mostra muito atractiva para a indústria alimentar, dado que, a pressão inactiva microrganismos e metabolitos reesposáveis pela rápida degradação dos alimentos. O prolongamento do prazo de validade de peixe processado por APH já foi reportada em diferentes espécies, podendo triplicar o prazo de validade. Além disso, a APH é capaz de preservar a frescura e os benefícios nutricionais do pescado. Estas novas tecnologias de processamento, incluindo a APH, têm também sido utilizadas como tentativas de neutralizar a alerginicidade das proteínas nos alimentos, mas o seu real impacto e consequências ainda não são muito claros. Uma delas é o facto de a pressão poder ser uma força desestabilizadora da estrutura e estabilidade das proteínas. As alergias a peixes ocorrem quando os anticorpos IgE se ligam aos epítopos no alérgeno do peixe ingerido, e o nível de exposição dos epítopos é influenciado pela conformação tridimensional da proteína. Tem sido reportado que o processamento por APH é capaz de produzir eventos como a destruição de epítopos, formação de novos epítopos e neo-alérgenos ou mudanças conformacionais que mascaram ou expõem epítopos às enzimas gastrointestinais. O efeito da APH na β-PARV dos peixes tem sido reportado em diferentes espécies (como a corvina grande amarela Larimichthys crocea, a carpa prussiana Carassius gibelio ou o bacalhau-do-atlântico Gadus morhua) e apesar de se verificar alteração da estrutura do alergénio, esta parece ser no sentido de reduzir a sua alerginicidade, sustentando a relevância deste método na qualidade e segurança alimentar. No entanto, é de notar que este efeito pode não ser característico em todas as espécies de peixe ou não ser transversal a todos os pacientes alérgicos a peixe. Embora o processamento por APH tenha um efeito ténue nos parâmetros sensoriais e permita uma extensão da validade, estudos prévios mostraram modificação na solubilidade proteica e no proteoma total em filetes de robalo (Dicentrarchus labrax, dl) processados, mas o possível impacto no potencial de alerginicidade desta espécie de peixe é pouco conhecido. Esta tese teve como principal objectivo, investigar o efeito do APH e/ou tempo de armazenamento no potencial de alerginicidade da proteína β-PARV de filetes de robalo. A β-PARV foi purificada de extractos proteicos da fracção sarcoplasmática do musculo branco de filetes de robalo, previamente processados (por AHP, 600 MPa durante 5 min.) e não processados (controlo, C) e armazenados isotermicamente durante 1 e 11 dias. Para atingir o objectivo, aplicou-se um conjunto de técnicas bioquímicas e biofísicas associadas à análise de proteínas [electroforese em gel poliacrilamida (SDS-PAGE/Nativo/2-DE), purificação por electroforese de eluição continua, Western blot, espectroscopia de massa (MALDI-TOF/MS), espectroscopia (fluorescência e dicroísmo circular-CD)] e também análises in silico de pesquisa de sequências, alinhamentos, previsão de características bioquímicas e biofísicas, bem como de previsão de estruturas de proteínas. Os resultados indicam que o processamento por APH, mais do que o tempo de armazenamento, modificou o perfil do proteoma total e a solubilidade proteica da fracção sarcoplasmática do musculo do filete de robalo em comparação com o controlo. Proteínas de menor peso molecular surgem em maior diversidade após tratamento e proteínas de maior dimensão sofrem uma diminuição considerável. O anticorpo monoclonal anti-Parv19, reconhece a dlβ-PARV (algo nunca publicado até hoje). com o peso molecular esperado de 12kDa, independente da pressão ou tempo de armazenamento usado. A purificação da dlβ-PARV a partir dos extractos das diferentes condições experimentais testadas (C1, C11, APH1, APH11) foi bem-sucedida, e o 2-DE revelou a existência vários spots, sugerindo que múltiplas isoformas existem ou modificações pós tradução ocorrem na proteína. As análises estruturais confirmaram a presença de estrutura terciária e secundária (maioritariamente de α-helix) na β-PARV não processada (C1). A remoção de cálcio da parvalbumina não aparenta afectar a reactividade com o anticorpo PARV-19 tanto com amostras controlo como em amostras processadas. O tratamento por AHP conduz á perda de estrutura secundária e terciária (APH1) sendo este efeito revertido durante o armazenamento (APH11), sugerindo que a alteração é reversível. Dado que o epítopo alergénico é de natureza conformacional, os resultados sugerem uma potencial recuperação da estrutura do epítopo e especulamos uma possível manutenção do índice de alerginicidade. Contudo, estudos adicionais serão necessários (ex, aplicação in vivo e/ou in vitro em linha celulares, ensaios de digestibilidade, etc.) para inferir sobre o real efeito no potencial de alerginicidade da dlβ-PARV sob as condições testadas. Em resumo, o processamento por APH e o tempo de armazenamento (nas condições testadas) são dois factores que afectam as proteínas do músculo do robalo, mais concretamente a dlβ-PARV e poderão reflectir alterações na sua alerginicidade, mas são necessários mais estudos para confirmar esta relação. | pt_PT |
| dc.description.sponsorship | Este trabalho foi realizado no âmbito de dois projetos (SEAFOODQual/ICHTHYS) | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203196015 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/19561 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Alergia em peixe | pt_PT |
| dc.subject | Parvalbumina | pt_PT |
| dc.subject | Alerginicidade | pt_PT |
| dc.subject | Processamento | pt_PT |
| dc.subject | Alta pressão | pt_PT |
| dc.subject | Imunoglobulina E (IgE) | pt_PT |
| dc.subject | Proteína com ligação a cálcio | pt_PT |
| dc.subject | Electroforese por eluição contínua | pt_PT |
| dc.subject | Estruturas proteicas | pt_PT |
| dc.title | Effects of high-pressure processing (HPP) on the structure and potential of allergenicity of β-Parvalbumin from the European sea bass (Dicentrarchus Labrax) | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | embargoedAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.grantor | Universidade do Algarve. Faculdade de Ciências e Tecnologia | |
| thesis.degree.level | Mestre | |
| thesis.degree.name | Mestrado e Biotecnologia | pt_PT |
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