Le caseine caprine, peptidi bioattivi e allergenicità Anna Maria Caroli Università degli Studi di Brescia 1
Composizione chimica del latte Bovino Capra Pecora Acqua % 87-89 83-89 79-82 Residuo % 11-13 11-17 18-21 Donna 88,3 11,7 Grasso % 3.4-3.6 4.3-4.4 5.0-7.0 Lattosio % 4.6-4.7 4.3-4.7 4.5-5.0 Proteina % 2.8-3.3 3.1-4.5 4.6-6.0 3,5 7 0,9 2
Le proteine del latte La frazione proteica comprende: Caseina 80 % Sieroproteine 20 % α s1 -caseina β-caseina α s2 -caseina k-caseina β-lattoglobulina α-lattoalbumina altre proteine 3
Le proteine del latte g/l Latte umano Latte vaccino Latte caprino Caseine 3,0-5,7 25,2-29,5 23,7-25,8 α s -caseina Non presente 12,2-15 7,5-8,8 -caseina 3,0-5 9-9,8 10,3-14,5 -caseina 1-3 3,2-3,5 1,8 Altre - 0,8-0,9 4,9 Siero 4-6 5-7 8,2 -lattoalbumina 2-3,6 0,8-1,2 2,2 -lattoglobulina Non presente 2-3 4,9 Lattoferrina 1-3 tracce n.d. Siero-albumina 0,3-0,4 0,4 1,2 Immunoglobuline 0,5-1,25 0,7-0,9 n.d. 4
Polimorfismi lattoproteici Le proteine sintetizzate dalla mammella sono spesso caratterizzate da polimorfismo genetico. Le varianti genetiche della stessa proteine possono influenzare: la produzione di latte la composizione del latte le caratteristiche tecnologiche gli aspetti nutrizionali 5
Varianti delle caseine caprine: tipizzazione del latte mediante IEF Alfas1 caseina 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6
Varianti delle caseine caprine: tipizzazione a livello di DNA PCR allele specifica 7
Varianti delle caseine caprine: effetti quantitativi S1 -caseina contenuto (g/l) S2 -caseina contenuto (g/l) A, B, C 3,5 A, B, C, E, F 2,5 E 1,5 D 1,3 F, G 0,5 Nullo 0 Nullo 0 β-caseina contenuto (g/l) A, C 5,0 Nullo 0 8
Alfas1-CN B 199 aa R-P-K-H-P-I-N-H-R-G-L-S-P-E-V-P-N-E-N-L- L-R-F-V-V-A-P-F-P-E-V-F-R-K-E-N-I-N-E-L- S-K-D-I-G-S-E-S-T-E-D-Q-A-M-E-D-A-K-Q-M- K-A-G-S-S-S-S-S-E-E-I-V-P-N-S-A-E-Q-K-Y- I-Q-K-E-D-V-P-S-E-R-Y-L-G-Y-L-E-Q-L-L-R- L-K-K-Y-N-V-P-Q-L-E-I-V-P-K-S-A-E-E-Q-L- H-S-M-K-E-G-N-P-A-H-Q-K-Q-P-M-I-A-V-N-Q- E-L-A-Y-F-Y-P-Q-L-F-R-Q-F-Y-Q-L-D-A-Y-P- S-G-A-W-Y-Y-L-P-L-G-T-Q-Y-T-D-A-P-S-F-S- D-I-P-N-P-I-G-S-E-N-S-G-K-T-T-M-P-L-W 9
10
Alfas1-CN B 199 aa R-P-K-H-P-I-N-H-R-G-L-S-P-E-V-P-N-E-N-L- L-R-F-V-V-A-P-F-P-E-V-F-R-K-E-N-I-N-E-L- S-K-D-I-G-S-E-S-T-E-D-Q-A-M-E-D-A-K-Q-M- K-A-G-S-S-S-S-S-E-E-I-V-P-N-S-A-E-Q-K-Y- I-Q-K-E-D-V-P-S-E-R-Y-L-G-Y-L-E-Q-L-L-R- L-K-K-Y-N-V-P-Q-L-E-I-V-P-K-S-A-E-E-Q-L- H-S-M-K-E-G-N-P-A-H-Q-K-Q-P-M-I-A-V-N-Q- E-L-A-Y-F-Y-P-Q-L-F-R-Q-F-Y-Q-L-D-A-Y-P- S-G-A-W-Y-Y-L-P-L-G-T-Q-Y-T-D-A-P-S-F-S- D-I-P-N-P-I-G-S-E-N-S-G-K-T-T-M-P-L-W 11
Alfas1-CN B 199 aa L R-P-K-H-P-I-N-H-R-G-L-S-P-E-V-P-N-E-N-L- L-R-F-V-V-A-P-F-P-E-V-F-R-K-E-N-I-N-E-L- S-K-D-I-G-S-E-S-T-E-D-Q-A-M-E-D-A-K-Q-M- Q K-A-G-S-S-S-S-S-E-E-I-V-P-N-S-A-E-Q-K-Y- I-Q-K-E-D-V-P-S-E-R-Y-L-G-Y-L-E-Q-L-L-R- L-K-K-Y-N-V-P-Q-L-E-I-V-P-K-S-A-E-E-Q-L- H-S-M-K-E-G-N-P-A-H-Q-K-Q-P-M-I-A-V-N-Q- E-L-A-Y-F-Y-P-Q-L-F-R-Q-F-Y-Q-L-D-A-Y-P- S-G-A-W-Y-Y-L-P-L-G-T-Q-Y-T-D-A-P-S-F-S- D-I-P-N-P-I-G-S-E-N-S-G-K-T-T-M-P-L-W 12
Alfa s1 -CN A 199 aa R-P-K-H-P-I-N-H-R-G-L-S-P-E-V-L-N-E-N-L- L-R-F-V-V-A-P-F-P-E-V-F-R-K-E-N-I-N-E-L- S-K-D-I-G-S-E-S-T-E-D-Q-A-M-E-D-A-K-Q-M- K-A-G-S-S-S-S-S-E-E-I-V-P-N-S-A-Q-Q-K-Y- I-Q-K-E-D-V-P-S-E-R-Y-L-G-Y-L-E-Q-L-L-R- L-K-K-Y-N-V-P-Q-L-E-I-V-P-K-S-A-E-E-Q-L- H-S-M-K-E-G-N-P-A-H-Q-K-Q-P-M-I-A-V-N-Q- E-L-A-Y-F-Y-P-Q-L-F-R-Q-F-Y-Q-L-D-A-Y-P- S-G-A-W-Y-Y-L-P-L-G-T-Q-Y-T-D-A-P-S-F-S- D-I-P-N-P-I-G-S-E-N-S-G-K-T-T-M-P-L-W 13
Alfa s1 -CN 0 0 aa R-P-K-H-P-I-N-H-R-G-L-S-P-E-V-L-N-E-N-L- L-R-F-V-V-A-P-F-P-E-V-F-R-K-E-N-I-N-E-L- S-K-D-I-G-S-E-S-T-E-D-Q-A-M-E-D-A-K-Q-M- K-A-G-S-S-S-S-S-E-E-I-V-P-N-S-A-Q-Q-K-Y- I-Q-K-E-D-V-P-S-E-R-Y-L-G-Y-L-E-Q-L-L-R- L-K-K-Y-N-V-P-Q-L-E-I-V-P-K-S-A-E-E-Q-L- H-S-M-K-E-G-N-P-A-H-Q-K-Q-P-M-I-A-V-N-Q- E-L-A-Y-F-Y-P-Q-L-F-R-Q-F-Y-Q-L-D-A-Y-P- S-G-A-W-Y-Y-L-P-L-G-T-Q-Y-T-D-A-P-S-F-S- D-I-P-N-P-I-G-S-E-N-S-G-K-T-T-M-P-L-W 14
Alfas1-CN B 199 aa R-P-K-H-P-I-N-H-R-G-L-S-P-E-V-P-N-E-N-L- L-R-F-V-V-A-P-F-P-E-V-F-R-K-E-N-I-N-E-L- S-K-D-I-G-S-E-S-T-E-D-Q-A-M-E-D-A-K-Q-M- K-A-G-S-S-S-S-S-E-E-I-V-P-N-S-A-E-Q-K-Y- I-Q-K-E-D-V-P-S-E-R-Y-L-G-Y-L-E-Q-L-L-R- L-K-K-Y-N-V-P-Q-L-E-I-V-P-K-S-A-E-E-Q-L- H-S-M-K-E-G-N-P-A-H-Q-K-Q-P-M-I-A-V-N-Q- E-L-A-Y-F-Y-P-Q-L-F-R-Q-F-Y-Q-L-D-A-Y-P- S-G-A-W-Y-Y-L-P-L-G-T-Q-Y-T-D-A-P-S-F-S- D-I-P-N-P-I-G-S-E-N-S-G-K-T-T-M-P-L-W 15
Alfa s1 -CN F 162 aa R-P-K-H-P-I-N-H-R-G-L-S-P-E-V-P-N-E-N-L- L-R-F-V-V-A-P-F-P-E-V-F-R-K-E-N-I-N-E-L- S-K-D-I-G-S-E-S-T-E-D-Q-A-M-E-D-A-K-Q-M- K-A-G-S-S-S-S-S-E-E-I-V-P-N-S-A-E-Q-K-Y- I-Q-K-E-D-V-P-S-E-R-Y-L-G-Y-L-E-Q-L-L-R- L-K-K-Y-N-V-P-Q-L-E-I-V-P-K-S-A-E-E-Q-L- H-S-M-K-E-G-N-P-A-H-Q-K-Q-P-M-I-A-V-N-Q- E-L-A-Y-F-Y-P-Q-L-F-R-Q-F-Y-Q-L-D-A-Y-P- S-G-A-W-Y-Y-L-P-L-G-T-Q-Y-T-D-A-P-S-F-S- D-I-P-N-P-I-G-S-E-N-S-G-K-T-T-M-P-L-W 16
Alfa S1 -caseina: variazioni genetiche in razze caprine italiane S1 -CN g/l Maltese* Garganica* Jonica* Vallesana^ A, B, C 3.5 0.572 0.776 0.654 0.156 E 1.5 0.057 0.000 0.064 0.283 F 0.5 0.371 0.224 0.282 0.386 Null 0 0.000 0.000 0.000 0.175 *razze del sud Italia ^ razza del Piemonte 17
Alfa S1 -caseina: effetti su caratteri produttivi Effetti delle varianti forti di S1 -CN: produzione di latte invariata maggior contenuto in grasso maggior quantità di formaggio Se il latte è destinato alla produzione di formaggio conviene selezionare per le varianti forti o contro le varianti nulle. 18
Peptidi bioattivi Fra tutti le componenti del latte, le proteine rivestono particolare interesse dal punto di vista dell alimentazione umana. Infatti contengono nella propria sequenza numerosi peptidi che, liberati a livello gastroenterico mediante l azione di proteasi, svolgono funzioni biologiche oltre al semplice compito nutrizionale. Le lattoproteine sono, quindi, precursori di numerosi peptidi bioattivi, classificabili in funzione della loro attività biologica in diverse categorie. 19
Peptidi bioattivi immunomodulatori antimicrobici antiipertensivi ad azione oppioide trasportatori di minerali antitrombotici multifunzionali 20
Funzione biologica Oppioide (9) Trasporto Minerali (5) Antiipertensiva (23) Antitrombotica (3) Immunomodulatrice (6) Caseina Peptidi bioattivi (noti nel Bovino) S1 RYLGYL 1, RYLGYLE 2, YLGYLE YIPIQYVLSR 3, SRYPSY, YPSY, YPSYGLN 4 LPYPYY YPYY S1 DIGSESTEDQ, GSESTEDQAME, SSSEEIVPN KIEKFQSEEQQQT S2 EQLSTSEENS S1 Differenze (variante) (caprino) LPYPYC (k caseina J) YPYC (k caseina J) VAP, PFPE, LAYFYP, YP, DAYPSGAW, PLW TTMPLW 5 TAMPLW ( alfa s1 caseina C, E) VYP, YP, TPVVVPPFLQP, VPP, EMPFPK, FP KVLPVPQ, KVLPVP, YQEPVL, YQEPVLGPVR 6 AVP VVP (beta caseina C) S2 AMKPW AMKRW(alfa s2 caseina E) YIPIQYVLSR 3, YPSYGLN 4, YP, IPP LSFMAIPPK, MAIPPK, QDK S1 RYLGYL 1, RYLGYLE 2 TTMPLW 5 TAMPLW (alfa s1 caseina C, E) LLY, YQEPVLGPVR 6 YG 21
Allergie al latte Le proteine del latte possono essere responsabili di allergie. Di fondamentale importanza è l analisi degli epitopi: sequenze di amminoacidi a cui si lega un anticorpo. Sono stati identificati 6 epitopi maggiori e 3 minori che legano le IgE, a livello di α s1 -caseina bovina. 6 epitopo maggiore e il 2 minore: responsabili di allergie persistenti al latte vaccino 22
Epitopi (α S1 caseina B bovina ) 1 Maggiore 2 Maggiore 3 Maggiore 4 Maggiore 5 Maggiore 6 Maggiore Sequenza bovina Sequenza caprina NENLLRFFVAPFPEVFGKEK *******V********R**N KEDVPSERYLGYLEQLLRLK *****************K** -------------****K** LEIVPNSAEERL *****K****Q* NQELAYFYPELFRQF *********Q***** YPSGAWYYVPLGTQY ********L****** YTDAPSFSDIPNPIGSENSEKT *******************G** Variante genetica caprina A, B, C, E, F, G A, B, E, G C F A, B, C, E, F, G A, B, C, E, F, G A, B, C, E, F, G A, B, C, E, F, G 1 Minore ELSKDIGSES A, B, C, E, F, G 2 Minore 3 Minore EEIVPNSVEQ *******A** *******AQ* -******A** ---------- MKEGIHAQQK ****NP*H** B, C, E A G F A, B, C, E, F, G 23
Allergie al latte L allergia alle proteine del latte è una delle cause più frequenti di allergia nel primo anno di vita. Il latte di altri mammiferi è stato suggerito come sostituto ma spesso studi clinici hanno dimostrato l alto rischio di reattività crociata con il latte vaccino. 24
Allergie al latte Latte caprino: risultati discordanti Reattività crociata con le proteine del latte bovino Esistono differenze in base al tipo genetico di latte? 25
Allergie al latte 26
Allergie al latte Analizzati 25 campioni di latte individuale prelevati da capre con differente genotipo di S1 -CN 27
Campioni di latte caprino 28
SDS-PAGE 00 00 0F FF BB BE EE BE EE LATTE VACCINO 29
Bambini allergici 30
Immunoblotting 31
Skin Prick Test 32
Conclusioni Reazione allergica minore per 2 campioni di latte ( s1 CN 00 and 0F) da razze locali Risultati confermati da skin prick test su sei bambini allergici Il rischio di reazione crociata tra lattoproteine bovine e caprine suggerisce prudenza Tuttavia si può ipotizzarne l uso per gruppi selezionati di pazienti allergici 33
Certo che le proteine dan sorprese senza fine: polimorfiche e vivaci, di nutrirci son capaci con effetti assai speciali. E non tutte sono eguali. Conclusioni Le troviamo dentro il latte di caprette soddisfatte, perché il loro genotipo ha davvero conferito a ciascuna il proprio effetto, salutare e benedetto! Grazie 34
Conclusioni Se l epitopo è più bello, meglio usare sempre quello. Se il peptide è ancor più buono, vien dal latte un altro dono Per chi alleva è divertente tener sempre nella mente che cotal diversità dà la possibilità di variare anche il prodotto: così il lupo. sarà cotto! Grazie 35