Aminopeptidasa: Una Referencia Integral
1. Identidad, Nomenclatura y Clasificación Química
Las aminopeptidasas son una clase de enzimas hidrolíticas formalmente designadas bajo el número de la Comisión de Enzimas EC 3.4.11. Las aminopeptidasas (EC 3.4.11.) pertenecen a la familia de las exoproteasas, que pueden catalizar la escisión de los enlaces peptídicos que conectan el aminoácido N-terminal con el residuo penúltimo en una proteína. Más precisamente, una aminopeptidasa es una enzima que cataliza la escisión de aminoácidos desde el extremo amino terminal (N-terminal) de sustratos proteicos o peptídicos. Entre los sinónimos de aminopeptidasa se incluyen "aminopolipeptidasa" y "peptidasa, amino-."
Entre los miembros mejor caracterizados de esta clase se encuentra la Aminopeptidasa N (APN), también conocida como CD13, aminopeptidasa microsomal, aminopeptidasa M, alanina aminopeptidasa, aminopeptidasa unida a partículas, p146, p161 o gp150; una ectopeptidasa unida a membrana dependiente de Zn2+ con número EC 3.4.11.2. Una forma ampliamente estudiada y relevante para los suplementos dietéticos es la leucil aminopeptidasa (LAP), con número EC 3.4.11.1. El sistema de notificación GRAS de la FDA reconoce una forma específica con número EC 3.4.11.15 y número CAS 114796-97-3.
Sistemas de clasificación. Las aminopeptidasas pueden clasificarse en aminopeptidasas de leucina, lisina, metionina y prolina según los residuos N-terminales hidrolizados; en metalo-, serina- y cisteína-aminopeptidasas según los mecanismos de reacción; en enzimas de dipéptidos y tripéptidos según el número de residuos de aminoácidos liberados; o en aminopeptidasas ácidas, neutras y básicas. Las aminopeptidasas se clasifican además según: (1) el número de aminoácidos escindidos desde el extremo amino terminal; (2) la ubicación de la aminopeptidasa en la célula; (3) la susceptibilidad a la inhibición por bestatina; (4) el contenido de iones metálicos; (5) el pH en el que se observa la máxima actividad; y (6) la eficiencia relativa con la que se eliminan los residuos.
En cuanto al mecanismo catalítico, las aminopeptidasas más destacadas desde el punto de vista industrial y clínico son metaloenzimas. Una aminopeptidasa bien caracterizada es una proteína de 66 kDa identificada como una metaloenzima de zinc (un átomo de zinc por molécula de enzima). La secuencia primaria de la enzima contiene un supuesto motivo de unión a zinc HEXXH. Otras familias utilizan diferentes residuos catalíticos: las aminopeptidasas de cisteína dependen de un aminoácido de cisteína para realizar la catálisis; estas enzimas forman parte de un grupo más amplio de proteasas de cisteína que fragmentan proteínas mediante el uso de un tiol de cisteína nucleofílico junto con uno o dos aminoácidos catalíticos adicionales en una díada o tríada. La tríada generalmente consiste en aminoácidos de cisteína, histidina y aspartato, donde la cisteína actúa como nucleófilo, la histidina actúa como base química y el aspartato estabiliza la histidina.
Distribución. Las aminopeptidasas están ampliamente distribuidas en los reinos animal y vegetal, y se encuentran en muchos orgánulos subcelulares, en el citosol y como componentes de membrana. Endógenamente en humanos, la Aminopeptidasa N (AP-N o CD13) ha sido ampliamente caracterizada por su amplia especificidad de sustrato y su presencia en diversos tejidos, como las membranas del borde en cepillo del riñón, el intestino delgado y la placenta. La aminopeptidasa P unida a membrana en humanos se expresa ampliamente, con expresión detectada en riñón, pulmón, corazón, placenta, hígado, intestino delgado y colon.
2. Fuentes Naturales y Producción
Las aminopeptidasas son producidas por una amplia gama de organismos, incluidos bacterias, hongos, plantas y animales. En el contexto industrial y de suplementos, predominan las fuentes microbianas. Los microorganismos son fuentes preferidas de enzimas industriales, ya que son económicos, eficaces y tienen un mecanismo de reacción enzimática controlable. La mayoría de las patentes aceptadas sobre aminopeptidasas provienen de cepas de Aspergillus.
- Aspergillus oryzae y Aspergillus sojae: En la industria alimentaria, las aminopeptidasas de Aspergillus oryzae y Aspergillus sojae se utilizan para eliminar el amargor de hidrolizados proteicos, incluidos los utilizados en la producción de salsa de soja y miso. Se ha descubierto que la leucina aminopeptidasa (LAP) de especies de Aspergillus es termoestable.
- Aspergillus niger: Esta especie se utiliza para obtener endopeptidasas relevantes para preparaciones de enzimas degradantes del gluten de grado alimentario.
- Aspergillus clavatus: La fuente de una preparación de aminopeptidasa revisada por la FDA es Aspergillus clavatus, una especie que se encuentra en suelos y estiércol animal.
- Lichtheimia ramosa: La enzima alimentaria leucil aminopeptidasa (EC 3.4.11.1) también se produce con la cepa no modificada genéticamente Lichtheimia ramosa AE-PER, de Amano Enzyme Inc.
- Bacterias del ácido láctico (BAL): Varias especies de Lactobacillus albergan aminopeptidasas estudiadas clínicamente, en particular en el contexto de la producción de alimentos fermentados y la investigación sobre la hidrólisis del gluten.
- Músculo esquelético bovino: Se purificó una aminopeptidasa a partir de músculo esquelético bovino mediante fraccionamiento con sulfato de amonio y métodos cromatográficos sucesivos. Esto sirve tanto como modelo para la investigación básica como fuente para algunas preparaciones de origen animal.
Entre los nombres comerciales habituales de las preparaciones enzimáticas industriales que contienen aminopeptidasa se incluyen: Flavourzyme (Novo Nordisk), Debitrase (Imperial Biotechnology Ltd.), Corolase (Rohm GmbH) y Pronase (Calbiochem).
3. Uso Histórico y Tradicional
Historia del descubrimiento. El descubrimiento y la caracterización de las aminopeptidasas se remontan a principios del siglo XX. El término "aminopeptidasa" fue introducido por primera vez en 1929 por Linderstrøm-Lang y Sato para describir enzimas que escinden aminoácidos del extremo N-terminal de los péptidos. En las décadas de 1950 y 1960, el descubrimiento de la leucina aminopeptidasa (LAP) y la aminopeptidasa N (APN) marcó hitos importantes en el campo; se descubrió que la LAP era crucial para la digestión de proteínas, mientras que se reconoció el papel de la APN en la regulación de los efectos mediados por péptidos.
Alimentos fermentados tradicionales. Si bien las culturas antiguas no aislaron las aminopeptidasas como entidades discretas, explotaron sin saberlo la actividad de la aminopeptidasa en la producción de alimentos fermentados ricos en proteínas durante siglos. La producción de miso y salsa de soja en las culturas del este asiático es un ejemplo principal. Los mohos koji se utilizan en la preparación de salsa de soja, miso (pasta de soja fermentada) y otros condimentos naturales que contienen hidrolizados proteicos. La salsa de soja se produce mediante una etapa de preparación de koji y una etapa de fermentación; las materias primas son hidrolizadas por enzimas producidas por un moho koji, un hongo filamentoso perteneciente al género Aspergillus. Para mejorar el sabor de la salsa de soja, es importante aumentar la cantidad de aminoácidos libres en estas etapas. Las investigaciones han confirmado que, durante la fermentación de la salsa de soja específicamente, la leucina aminopeptidasa desempeña un papel positivo durante la etapa temprana de la fermentación de la pasta de soja, siendo la leucina aminopeptidasa A la enzima proteolítica dominante durante el período posterior de la fermentación.
Elaboración tradicional de queso. Las aminopeptidasas también desempeñan un papel crucial en la maduración del queso al participar en la proteólisis de las proteínas de la leche; esta acción enzimática contribuye significativamente al desarrollo del sabor y la textura del queso, lo que hace que las aminopeptidasas sean esenciales en el proceso de elaboración del queso. La elaboración artesanal tradicional de queso en las culturas europeas se ha basado en estos procesos enzimáticos endógenos durante siglos.
Bestatina (Ubenimex). Una aplicación farmacológica históricamente significativa involucra al inhibidor de aminopeptidasa bestatina. La bestatina fue evaluada como inhibidor de la aminopeptidasa B en 1976. La bestatina se comercializó principalmente en 1987 en Japón como fármaco anticanceroso y sigue siendo hasta la fecha el único inhibidor comercializado de la Aminopeptidasa N (APN/CD13) para tratar la leucemia. Esta historia farmacológica, aunque involucra a un inhibidor y no a la enzima en sí, refleja el interés clínico de larga data en la biología de las aminopeptidasas.
4. Constituyentes Clave y Compuestos Activos
Dado que la aminopeptidasa es en sí misma una enzima (una proteína), su "constituyente activo" es la propia molécula proteica, definida por su mecanismo catalítico, sus requisitos de cofactor metálico y su especificidad de sustrato. No existe un perfil fitoquímico secundario como en los extractos botánicos.
4.1 Zinc metaloaminopeptidasas
Las aminopeptidasas más ampliamente expresadas y de mayor relevancia industrial son metaloenzimas de zinc. En el sistema renina-angiotensina cerebral, la Aminopeptidasa A (APA) y la Aminopeptidasa N (APN) son dos metaloproteasas de zinc unidas a membrana implicadas en el metabolismo de la angiotensina II y la angiotensina III, respectivamente. La Aminopeptidasa A (APA) (EC 3.4.11.7) es una metaloproteasa de zinc unida a membrana que hidroliza in vivo el aspartato N-terminal de la AngII (Ang 1–8) para generar AngIII (Ang 2–8).
4.2 Leucil aminopeptidasa (LAP, EC 3.4.11.1)
Esta es la isoforma más comúnmente encontrada en las preparaciones comerciales de enzimas alimentarias y suplementos. En todos los procesos de fabricación de alimentos previstos, la leucil aminopeptidasa hidroliza los enlaces peptídicos de las proteínas y libera aminoácidos libres. Esta isoforma es termoestable y catalíticamente activa en una amplia gama de condiciones adecuadas para el procesamiento de alimentos.
4.3 Aminopeptidasas dependientes de serina
Algunas aminopeptidasas operan mediante catálisis basada en serina en lugar de coordinación metálica. La actividad enzimática de ciertas aminopeptidasas se ve potenciada por la adición de aniones específicos, mientras que la actividad se ve fuertemente inhibida por la bestatina, el PMSF y la puromicina, lo que sugiere un mecanismo de proteasa de serina.
4.4 Aminopeptidasas específicas de prolina
Esta subclase bioquímicamente distinta ha atraído especial atención por sus aplicaciones en la hidrólisis del gluten y la síntesis de péptidos. Desde el punto de vista de la biotecnología, las aminopeptidasas de prolina podrían ser una herramienta perfecta para sintetizar péptidos que contienen prolina mediante la catálisis de reacciones de aminólisis. Se ha reportado que los péptidos que contienen prolina tienen propiedades nutracéuticas; estudios sobre la prolil hidroxiprolina (Pro-Hyp) han demostrado que pueden estimular el crecimiento de fibroblastos de piel de ratón. Sin embargo, esta evidencia es preclínica (in vitro y en animales).
5. Mecanismos de Acción
5.1 Proteólisis por exopeptidasa
El mecanismo definitorio de todas las aminopeptidasas es la escisión secuencial del extremo N-terminal. Las aminopeptidasas catalizan el proceso de eliminación de los aminoácidos N-terminales de los sustratos diana mediante la escisión secuencial de un residuo de aminoácido a la vez. Esto las distingue de las endoproteasas (que escinden enlaces peptídicos internos) y de las carboxipeptidasas (que actúan en el extremo C-terminal). En el tracto gastrointestinal, las aminopeptidasas, como la APN y la APA, son esenciales para la digestión de las proteínas dietéticas; facilitan la absorción y utilización de los aminoácidos al escindirlos del extremo N-terminal de los péptidos.
5.2 Regulación de péptidos vasoactivos
Un mecanismo distinto y fisiológicamente crítico implica el procesamiento de péptidos de angiotensina mediado por aminopeptidasas. La Aminopeptidasa A, que genera uno de los principales péptidos efectores del sistema renina-angiotensina cerebral, la angiotensina III, desempeña un papel clave en el control central de la presión arterial. La hiperactividad del sistema renina-angiotensina cerebral (RAS) se ha implicado en el desarrollo y mantenimiento de la hipertensión en varios modelos animales experimentales y genéticos de hipertensión. La Aminopeptidasa A (APA) participa en la conversión de angiotensina II (AngII) en AngIII en el cerebro murino, y la AngIII es uno de los principales péptidos efectores del RAS cerebral en el control de la liberación de vasopresina; la AngIII cerebral ejerce un efecto estimulante tónico sobre la presión arterial en un modelo de hipertensión dependiente de sal.
5.3 Modulación inmunitaria y señalización inflamatoria
La Aminopeptidasa N (CD13) es una proteína multifuncional reconocida por sus diversos roles como enzima, receptor y molécula de señalización, atributos que le han valido la clasificación de proteína "moonlighting" (multitarea). Su participación en procesos biológicos clave como la inflamación, la angiogénesis, la migración celular, la invasión tisular y la propagación y supervivencia de las células cancerosas ha generado un interés considerable en su potencial como diana terapéutica. La CD13 no solo modula el desarrollo y las actividades de las células relacionadas con el sistema inmunitario, sino que también regula las funciones de los mediadores inflamatorios; por lo tanto, la CD13 es importante en la patogénesis de diversos trastornos inflamatorios.
5.4 Catabolismo de la tuftsina y estimulación inmunitaria
La bestatina ejerce un efecto estimulante directo sobre los linfocitos a través de su fijación en la superficie celular y un efecto indirecto sobre los monocitos mediante la inhibición del catabolismo de la tuftsina por parte de la aminopeptidasa B. La tuftsina es un tetrapéptido endógeno con actividad inmunoestimulante; por lo tanto, la degradación de la tuftsina mediada por aminopeptidasas es relevante para el tono inmunitario innato.
6. Evidencia Científica por Área de Uso
6.1 Salud digestiva y digestión de proteínas
Plausibilidad biológica: El papel de las aminopeptidasas endógenas en la digestión de proteínas está bien establecido. La AP-N participa en la digestión final de péptidos generados a partir de la hidrólisis de proteínas por proteasas gástricas y pancreáticas. Se trata de una función fisiológica fundamental y ampliamente aceptada, no de una afirmación terapéutica.
Suplementación con enzimas exógenas — evidencia in vitro: Estudios que utilizan modelos de digestión simulada han explorado si la suplementación con preparaciones de enzimas exógenas (típicamente mezclas multienzimáticas que pueden incluir actividades de tipo aminopeptidasa) puede mejorar la digestión de macronutrientes. La suplementación enzimática mostró una liberación estadísticamente mayor de azúcares reductores en la digestión gástrica, y también se mejoró la digestión de proteínas y grasas en presencia del suplemento enzimático. Sin embargo, este estudio en particular se realizó utilizando un modelo de digestión simulada in vitro (INFOGEST), no en participantes humanos, lo que limita la traducción clínica directa.
Evidencia clínica en humanos para mezclas enzimáticas: Algunos estudios clínicos sobre la suplementación con enzimas digestivas de amplio espectro han reportado mejoras en la digestibilidad de las proteínas, aunque estos suelen involucrar mezclas multienzimáticas (no aminopeptidasa aislada). Estudios anteriores han demostrado que la coingesta de una mezcla de enzimas exógenas junto con proteína vegetal aumenta la digestibilidad de las proteínas; varios estudios clínicos han demostrado un impacto positivo de la suplementación enzimática en la digestión y absorción de proteínas. Limitación: La mayoría de los ensayos clínicos con suplementos enzimáticos evalúan preparaciones multicomponente, lo que hace imposible atribuir los efectos específicamente al componente de aminopeptidasa.
6.2 Trastornos relacionados con el gluten y enfermedad celíaca
Contexto: Hasta la fecha, no existe un tratamiento eficaz para la enfermedad celíaca (EC), una enfermedad autoinmune causada por alimentos que contienen gluten; los pacientes celíacos se apoyan en una dieta estricta sin gluten (DSG). Un tratamiento prometedor es la terapia enzimática, que implica la ingesta de peptidasas junto con los alimentos para digerir péptidos inmunogénicos del gluten que son resistentes a la hidrólisis debido a una alta prevalencia de los aminoácidos prolina y glutamina.
Papel de las enzimas de tipo aminopeptidasa en la degradación del gluten: La hidrólisis completa del péptido inmunodominante de 33 aminoácidos del gluten requiere una combinación de enzimas. Se han aislado diversas peptidasas de bacterias del ácido láctico, incluida la PepN (una aminopeptidasa). Entre estas peptidasas aisladas, solo la prolil oligopeptidasa (POP) hidrolizó por sí sola el enlace Pro-Phe del péptido de 33 aminoácidos, dando lugar a dos péptidos, uno de los cuales sigue siendo inmunogénico. Para lograr la hidrólisis completa del péptido de 33 aminoácidos hasta aminoácidos libres, fue necesario utilizar una combinación de peptidasas que incluía PepN (aminopeptidasa), PepX, PepO, POP, PepT, PepV y PepQ.
Estudio clínico — ensayo cruzado AMYNOPEP (2024, PMC): Un estudio clínico cruzado investigó el suplemento AMYNOPEP (una combinación de exopeptidasas que incluye actividad de aminopeptidasa) en voluntarios sanos. Los investigadores evaluaron los efectos de la suplementación con AMYNOPEP en la degradación del péptido de 33 aminoácidos in vitro e in vivo; en un estudio clínico cruzado, se administraron a voluntarios sanos sin trastornos gastrointestinales péptidos de 33 aminoácidos marcados con isótopos estables, con y sin AMYNOPEP, y se midieron los productos de degradación en el plasma sanguíneo mediante LC-MS/MS. AMYNOPEP logró una degradación rápida y completa del extremo amino al carboxilo terminal del péptido de 33 aminoácidos in vitro; en voluntarios sanos, la suplementación con AMYNOPEP aumentó significativamente la degradación del péptido de 33 aminoácidos y la absorción de aminoácidos marcados incluso en presencia de sustratos competidores, con un aumento de 2.8 veces en el Cmax de aminoácidos marcados con isótopos estables en presencia de gluten de trigo. El estudio concluyó que AMYNOPEP logró la degradación completa del péptido de 33 aminoácidos y mejoró significativamente la cinética de degradación en voluntarios sanos, lo que justifica una mayor investigación sobre los posibles beneficios terapéuticos para pacientes con trastornos de salud relacionados con el gluten, incluida la enfermedad celíaca. Limitación: Este estudio se realizó en voluntarios sanos sin enfermedad celíaca; los resultados pueden no generalizarse directamente a la población con la enfermedad. Se necesitan más ECA en pacientes celíacos.
Fermentación con masa madre y aminopeptidasa: Se seleccionaron especies de Lactobacillus de masa madre (L. alimentarius, L. brevis, L. sanfranciscensis y L. hilgardii) en función de las actividades hidrolíticas de sus enzimas, incluida la aminopeptidasa, conocidas por digerir el gluten. Estudios piloto mostraron mejoras parciales en los marcadores de tolerancia celíaca; sin embargo, la evidencia sigue siendo preliminar.
6.3 Hipertensión y el sistema renina-angiotensina
Evidencia preclínica y mecanicista: La evidencia reciente señala contribuciones importantes de la angiotensina III (AngIII) cerebral y las aminopeptidasas A (APA) y N (APN) en el mantenimiento de la hipertensión. La hipertensión afecta a un tercio de la población adulta; se ha implicado la hiperactividad del sistema renina-angiotensina (RAS) cerebral en el desarrollo y mantenimiento de la hipertensión en varios tipos de modelos animales experimentales y genéticos de hipertensión.
Desarrollo de fármacos — Inhibidores de la Aminopeptidasa A: La relevancia clínica de la aminopeptidasa en el control de la presión arterial ha impulsado el desarrollo farmacéutico. Una revisión analiza nuevos hallazgos de ensayos clínicos recientes en relación con la interferencia con el sistema renina-angiotensina, centrándose en la aminopeptidasa A cerebral; plantea la posibilidad de que los inhibidores de la aminopeptidasa A de acción central (por ejemplo, firibastat), al impedir la conversión de angiotensina II en angiotensina III en el cerebro, puedan ser particularmente útiles en pacientes afroamericanos y obesos; además, el firibastat regula al alza la ECA2 cerebral, permitiendo la conversión de la angiotensina II en su metabolito protector angiotensina-(1–7). Distinción importante: Este cuerpo de investigación se refiere a la inhibición farmacológica de la aminopeptidasa endógena, no a la suplementación con la enzima aminopeptidasa en sí. Representa una línea de desarrollo de fármacos, no un fundamento para suplementos de aminopeptidasa de venta libre.
6.4 Oncología — La aminopeptidasa como diana terapéutica
Panorama general: La literatura científica analiza la prevalencia y la posible función de la APN en enfermedades malignas, principalmente tumores sólidos, así como su "capacidad de ser fármaco" evaluada en modelos preclínicos in vivo; se ha descrito un aumento en la expresión de diversas enzimas hidrolíticas, incluidas las peptidasas, en varios tipos de neoplasias malignas humanas, especialmente aquellas caracterizadas por fenotipos de crecimiento rápido y agresivo.
Evidencia clínica — Bestatina (Ubenimex): La bestatina (DCI: ubenimex) es un nuevo agente inmunomodulador con baja toxicidad tras la administración oral prolongada; se logró la prolongación de la duración de la remisión y la supervivencia en la leucemia no linfocítica aguda del adulto con inmunoterapia con bestatina combinada con quimioterapia de mantenimiento de la remisión; los pacientes con síndrome mielodisplásico (SMD) y leucemia mieloide crónica (LMC) también respondieron a la bestatina. Se realizaron estudios controlados aleatorizados de inmunoterapia con bestatina en tumores sólidos, incluidos el melanoma maligno y el carcinoma de pulmón, estómago y vejiga. Limitación: La bestatina es un inhibidor farmacológico de la aminopeptidasa, no una preparación de enzima aminopeptidasa como suplemento. No existen datos de ensayos controlados aleatorizados específicamente sobre la suplementación con la enzima aminopeptidasa en cáncer en la literatura revisada por pares.
Enfermedades inflamatorias: La mayoría de los estudios clínicos con inhibidores enzimáticos de CD13, como la bestatina y el tosedostat, se realizaron en cánceres, incluidas leucemias, linfomas y carcinomas de pulmón, vejiga, esófago y estómago. Los inhibidores de CD13 han mostrado efectos antiinflamatorios notables, pero ninguno de ellos se ha utilizado aún en la terapia clínica de enfermedades inflamatorias humanas.
6.5 Sabor y calidad alimentaria — Aplicaciones en la industria alimentaria
Esta es una de las áreas de aplicación mejor establecidas para las aminopeptidasas, con evidencia sólida de eficacia, aunque se refiere al procesamiento de alimentos y no a la suplementación directa para la salud humana. Estas enzimas se utilizan ampliamente en la industria alimentaria como agente desamargante, así como en la preparación de hidrolizados proteicos; en la panificación, la elaboración de cerveza y la fabricación de queso, las aminopeptidasas se utilizan extensamente para eliminar el amargor de los péptidos. El potencial de aplicación de la aminopeptidasa en la industria alimentaria incluye el aumento de la eficiencia de hidrólisis y las bioactividades de la hidrólisis de proteínas, el desamargado de hidrolizados proteicos, la mejora de las concentraciones de aminoácidos libres y la bioactividad de los hidrolizados, la promoción de la maduración del queso y la mejora del sabor y el valor nutricional de los condimentos.
6.6 Síntesis de péptidos y producción de biopéptidos nutracéuticos
Las aminopeptidasas se utilizan ampliamente para la síntesis de biopéptidos y aminoácidos, y se ha comprobado que son más eficientes que la síntesis química. La síntesis enzimática de péptidos representa una estrategia útil y ventajosa, ya que puede realizar reacciones específicas en condiciones más suaves que las utilizadas en la síntesis química. Esto sustenta la producción de péptidos bioactivos (por ejemplo, péptidos antihipertensivos o derivados del colágeno) que luego pueden incorporarse en alimentos funcionales o suplementos. La evidencia preclínica sobre los péptidos ricos en prolina activos para la piel, por ejemplo, proviene de estudios con fibroblastos y aún no se ha confirmado en ensayos clínicos.
7. Sistemas Corporales y Áreas de Salud
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Sistema gastrointestinal: Las aminopeptidasas desempeñan un papel importante en el metabolismo tanto de proteínas como de péptidos; las presentes en el tracto gastrointestinal son esenciales para la digestión de las proteínas dietéticas y facilitan la absorción y utilización de los aminoácidos al escindirlos del extremo N-terminal de los péptidos.
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Sistema cardiovascular y renal: La angiotensina III (AngIII) cerebral y las aminopeptidasas A (APA) y N (APN) hacen contribuciones importantes al mantenimiento de la hipertensión; las nuevas estrategias se centran en limitar la unión de la AngII y la AngIII al receptor AT1 influyendo en la actividad de la APA y la APN.
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Sistema inmunitario: El papel de la enzima en la función cerebral y su identificación como el antígeno de diferenciación de clúster humano CD13 en la superficie de las células mieloides resaltó su importancia biológica. CD13/APN se expresa en células mieloides y participa en el desarrollo de células inmunitarias.
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Vías inflamatorias: La APN/CD13 participa en procesos biológicos clave como la inflamación, la angiogénesis, la migración celular y la invasión tisular.
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Oncología: El interés en CD13 como diana terapéutica se extiende más allá de la oncología para incluir afecciones como la hipertensión y la artritis reumatoide.
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Metabolismo proteico (sistémico): Las aminopeptidasas participan en la descomposición de péptidos suministrados externamente y son necesarias para las etapas finales del recambio y reemplazo de proteínas; también participan en funciones específicas como la escisión de la metionina N-terminal de las cadenas peptídicas recién sintetizadas (metionina aminopeptidasas).
8. Formas de Dosificación y Dosis Reportadas
Las aminopeptidasas como suplementos dietéticos o enzimas alimentarias existen en varias formas comerciales:
- Preparaciones enzimáticas orales: Mezclas de suplementos multienzimáticos en forma de cápsulas o comprimidos, que incorporan actividad de aminopeptidasa junto con proteasas, lipasas y amilasas. La actividad se expresa típicamente en unidades (por ejemplo, unidades de leucina aminopeptidasa por gramo de preparación) en lugar de miligramos de proteína enzimática.
- Preparaciones de enzimas alimentarias (uso en procesamiento): La aminopeptidasa puede utilizarse en la producción de sustancias aromatizantes, empleadas como ingredientes en una amplia variedad de alimentos y bebidas finales (por ejemplo, cubitos o polvo de caldo, salsas, jugos de carne, comidas listas para consumir y queso procesado). La tasa de aplicación propuesta en la producción de aromatizantes es de 140–7,024 mg de sólidos orgánicos totales (TOS) por lote, según la notificación GRAS de la FDA.
- Estimaciones de exposición dietética: Según las evaluaciones de seguridad de la EFSA, se estimó que la exposición dietética a TOS de leucil aminopeptidasa era de hasta 2.273 mg de TOS/kg de peso corporal al día en poblaciones europeas (de la preparación de la cepa AE-MB de Aspergillus sp.). Para la preparación de la cepa NZYM-EX de A. oryzae, se estimó que la exposición dietética era de hasta 0.577 mg de TOS/kg de peso corporal al día en poblaciones europeas. Para la preparación de la cepa NZYM-BU de A. oryzae, se estimó que la exposición dietética a la enzima alimentaria TOS era de hasta 1.508 mg de TOS/kg de peso corporal al día en poblaciones europeas.
- Bestatina (Ubenimex) — farmacéutico (Japón): La bestatina (DCI: ubenimex) tiene baja toxicidad tras la administración oral prolongada. Se trata de un inhibidor de aminopeptidasa de grado farmacéutico, no un suplemento de venta libre, y las dosis en los ensayos clínicos variaron según la indicación y el protocolo.
No se ha establecido una dosis estandarizada de suplemento para la aminopeptidasa aislada en las guías clínicas ni en las monografías farmacopéicas oficiales. Las cifras basadas en TOS mencionadas anteriormente son valores de referencia de seguridad regulatoria, no recomendaciones de dosificación terapéutica.
9. Consideraciones de Seguridad
9.1 Estatus regulatorio GRAS y de enzima alimentaria en la UE
Todas las enzimas alimentarias actualmente en el mercado de la UE y destinadas a permanecer en ese mercado, así como todas las nuevas enzimas alimentarias, deben someterse a una evaluación de seguridad por parte de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) y a la aprobación mediante una lista comunitaria de la UE. Múltiples preparaciones de leucil aminopeptidasa de Aspergillus oryzae, Aspergillus sp. y Lichtheimia ramosa han sido objeto de una revisión científica formal por parte de la EFSA.
9.2 Genotoxicidad
Las evaluaciones sistemáticas de la EFSA sobre múltiples preparaciones de leucil aminopeptidasa han encontrado sistemáticamente perfiles de genotoxicidad favorables. Las pruebas de genotoxicidad no indicaron un problema de seguridad para la preparación AE-MB de Aspergillus sp. Se reportaron hallazgos similares para la cepa NZYM-EX de A. oryzae.
9.3 Toxicidad sistémica
La toxicidad sistémica de la leucil aminopeptidasa de Aspergillus sp. AE-MB se evaluó mediante un estudio de toxicidad oral a dosis repetidas durante 90 días en ratas; el panel identificó un nivel sin efecto adverso observado (NOAEL) de 183 mg de TOS/kg de peso corporal al día. Para la preparación NZYM-EX de A. oryzae, el Panel identificó un NOAEL de 440 mg de TOS/kg de peso corporal al día, la dosis más alta probada. Específicamente para la preparación AE-MB, el margen de exposición calculado para cada grupo etario fue de 135 (lactantes), 81 (niños pequeños), 83 (niños), 109 (adolescentes), 160 (adultos) y 184 (ancianos), lo que llevó a la EFSA a concluir que no se podía establecer la seguridad de la enzima alimentaria dados los márgenes de exposición derivados. En contraste, según los datos proporcionados, el Panel concluyó que la leucil aminopeptidasa de A. oryzae NZYM-EX no plantea problemas de seguridad en las condiciones de uso previstas.
9.4 Alergenicidad
La EFSA ha evaluado sistemáticamente la alergenicidad de las preparaciones de leucil aminopeptidasa. Utilizando como criterio una identidad superior al 35% en una ventana deslizante de 80 aminoácidos, no se encontró ninguna coincidencia en la base de datos Allergen Online ni en la Allergen Database for Food Safety; no se han reportado reacciones alérgicas por exposición dietética a ninguna leucil aminopeptidasa en la literatura; el Panel de la EFSA consideró que los resultados no indican un riesgo de reacciones alérgicas por exposición dietética. Múltiples evaluaciones de la EFSA han concluido sistemáticamente que no se puede excluir el riesgo de reacciones alérgicas por exposición dietética a las enzimas alimentarias de leucil aminopeptidasa, pero que la probabilidad es baja.
Existe una advertencia notable con las preparaciones de actividad mixta. En cuanto a las preparaciones enzimáticas que contienen conjuntamente oryzina (una proteasa de serina), utilizando una identidad superior al 35% en una ventana deslizante de 80 aminoácidos, no se encontró ninguna coincidencia para la leucil aminopeptidasa en sí, mientras que se encontraron coincidencias con dos alérgenos alimentarios, tres alérgenos de contacto y 20 alérgenos respiratorios para la oryzina en la base de datos AllergenOnline. Esto subraya la importancia de distinguir los hallazgos específicos de la leucil aminopeptidasa de los aplicables a las proteínas coexistentes en preparaciones crudas.
9.5 Exposición ocupacional (inhalación)
Al igual que muchas preparaciones enzimáticas industriales, existe una distinción reconocida entre la ingestión oral y la exposición ocupacional por inhalación. Entre las enzimas comerciales utilizadas en la industria alimentaria, no hubo hallazgos de relevancia clínica incluso en personas con alergias por inhalación a las mismas enzimas, y los autores concluyeron que la ingestión de enzimas alimentarias en general no se considera motivo de preocupación en relación con la alergia alimentaria. No obstante, la inhalación de polvos enzimáticos en entornos de fabricación conlleva un riesgo independiente de sensibilización ocupacional que no es directamente relevante para la exposición dietética del consumidor.
9.6 Seguridad del organismo de producción
La evaluación de seguridad de las secuencias de ADN clonadas en las preparaciones aprobadas de aminopeptidasa no mostró evidencia de que ninguna de las secuencias de ADN clonadas y el ADN incorporado codifiquen o expresen una sustancia tóxica nociva. El organismo de producción utilizado en una preparación notificada como GRAS por la FDA, Aspergillus clavatus, tiene la clasificación de Nivel de Bioseguridad 1 en la base de datos de la ATCC.
9.7 Interacciones farmacológicas y contraindicaciones
Hasta la fecha, no se han identificado datos específicos de interacción farmacológica para los suplementos enzimáticos de aminopeptidasa ingeridos por vía oral en fuentes de la EFSA, la FDA, el NIH o la literatura revisada por pares. Dado que las preparaciones de aminopeptidasa son proteínas que se someten a digestión en el tracto gastrointestinal, las interacciones farmacocinéticas sistémicas se consideran biológicamente improbables en circunstancias normales. Sin embargo, cabe señalar que, como clase de fármaco, los inhibidores de aminopeptidasa (por ejemplo, bestatina/ubenimex) se han estudiado en entornos de oncología clínica y exhiben efectos inmunomoduladores. Se están desarrollando en fase preclínica otros compuestos que inhiben la actividad enzimática de CD13, incluido LYP, un éster dimetilaminoetílico de bestatina. Estos agentes farmacológicos no son lo mismo que las preparaciones de suplementos dietéticos de aminopeptidasa, y sus perfiles de interacción no deben extrapolarse a los productos de enzimas alimentarias.
10. Resumen de la Fortaleza de la Evidencia
- Digestión de proteínas / función gastrointestinal (endógena): Ciencia básica bien establecida; el papel de las aminopeptidasas del borde en cepillo en la digestión es universalmente aceptado. La evidencia sobre la aminopeptidasa exógena suplementada por vía oral para mejorar específicamente la digestión es preliminar y se deriva principalmente de modelos in vitro.
- Degradación del péptido del gluten: Datos clínicos prometedores en fase inicial en voluntarios sanos (estudio cruzado AMYNOPEP); los productos enzimáticos combinados que incluyen componentes de aminopeptidasa muestran mejoras significativas en la degradación del péptido de 33 aminoácidos. La fortaleza de la evidencia es moderada-preliminar; faltan ECA en pacientes con enfermedad celíaca.
- Hipertensión (vía de inhibición de la aminopeptidasa A): Evidencia preclínica sólida a partir de modelos animales; datos de ensayos clínicos farmacéuticos en fase inicial (firibastat). Se trata de una vía de desarrollo de fármacos, no de una intervención con suplementos. No se esperaría que la suplementación con aminopeptidasa exógena replicara los efectos de la inhibición de la enzima endógena.
- Cáncer (APN/CD13 como diana): La evidencia preclínica es sustancial. El inhibidor de aminopeptidasa bestatina/ubenimex ha sido evaluado en ensayos clínicos aleatorizados en Japón para leucemia y tumores sólidos con hallazgos positivos. No existen ensayos clínicos en humanos para la suplementación con la enzima aminopeptidasa en cáncer.
- Enfermedad inflamatoria: Solo evidencia preclínica y mecanicista; los inhibidores de CD13 han mostrado efectos antiinflamatorios en modelos animales. No se han completado ensayos clínicos en enfermedades inflamatorias humanas con inhibidores de CD13 o suplementos de aminopeptidasa.
- Desamargado de alimentos y desarrollo de sabor: Bien establecido; ampliamente documentado en la literatura de ciencia de los alimentos y respaldado por décadas de uso industrial.
Referencias
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