Separación de proteínas mediante uso de dendrímeros carbosilanos anionicos

El grupo de investigación BIOINDEN (aplicaciones biomédicas de dendrímeros) del departamento de Química Orgánica y Química Inorgánica de la Universidad de Alcalá junto al grupo de investigación de Micro(sep) del departamento Química Analítica e Ingeniería Química, han desarrollado una tecnología basada en el uso de dendrímeros aniónicos como nanoaditivos en electroforesis capilar (CE) para la separación de proteínas, más concretamente para la obtención de perfiles proteicos que resultan de utilidad en la caracterización de alimentos. Los grupos buscan empresas del sector químico, farmacéutico o biotecnológico para la firma de acuerdos de colaboración en materia de investigación o para la firma de acuerdos de licencia de las patentes. 

En la presente invención se describen dendrímeros carbosilano con un interior constituido por enlaces carbono-silicio y una superficie cargada negativamente, utilizados para la separación de proteínas empleando electroforesis capilar (CE) y una valoración potenciométrica.

La utilización de los dendrímeros utilizados en la presente tecnología, es decir, de dendrímeros de estructura carbosilano funcionalizados con grupos aniónicos en la superficie es interesante puesto que estos sistemas tienen una superficie hidrofílica debido a las cargas negativas de los grupos terminales (COO-, SO3- o PO32-) y que le confieren solubilidad en agua, pero al mismo tiempo presentan un esqueleto con carácter hidrofóbico. La ambifilía de estos sistemas conduce a interacciones con proteínas más eficientes que las que presentan por ejemplo los dendrímeros aniónicos Starburst PAMAM, ya que estos carecen de ese carácter hidrofóbico.

Por tanto, los dendrímeros empleados en la presente invención se proponen como atractivos nanoaditivos para la separación de proteínas vegetales por cromatografía electrocinética (EKC) ya que permiten una clara mejora de los perfiles proteicos.

Por tanto, un primer aspecto de la presente invención se refiere al uso de un dendrímero carbosilano aniónico que comprende:

• un núcleo polifuncional y
• una capa externa, que consiste, total o parcialmente, en unidades iguales o diferentes del grupo de fórmula (I): 

dónde:
R’ es un grupo alquilo (C1-C4),
p varía entre 1 y 3, y
30 X es el siguiente grupo de fórmula (II):

donde:
E es un grupo enlazante entre el silicio y el grupo amina,
z varía entre 1 y 4,
R1 se selecciona de un grupo de la lista que comprende –COO-, -SO3- o –PO32-, o cualquiera de sus sales; como nanoaditivo en electroforesis capilar para la separación de proteínas.

En el caso concreto en el que en la electroforesis capilar los analitos se separan en función de su afinidad relativa por una fase pseudo-estacionaria dicha técnica se denomina cromatografía electrocinética (EKC).  

En una realización preferida de la presente invención la electroforesis se lleva a cabo con las siguientes condiciones: un voltaje de entre 15 y 25 kV, a una temperatura de entre 20ºC y 30 ºC; preferiblemente la muestra se introduce mediante presión (inyección hidrodinámica), más preferiblemente a una presión de aproximadamente 50 mbar, y aún más preferiblemente durante unos 5 a 10 segundos; además preferiblemente se utiliza un capilar de 50-75 μm de diámetro interno y de 50-60 cm de longitud total y con un tampón básico.

El tampón básico utilizado en la presente invención es cualquiera a pH superior de 6 y conocido por cualquier experto en la materia, preferiblemente a pH de entre 8 y 9,5, y más preferiblemente se utiliza un tampón borato. 

Las proteínas a separar en la presente invención podrían ser tanto animales como vegetales, preferiblemente son vegetales.

Las proteínas vegetales a analizar pueden provenir de todo tipo de alimentos como por ejemplo cereales, soja, aceitunas, legumbres, frutas, entre otros, o de sus semillas, es decir todo aquel alimento vegetal que puede ser susceptible de adulterar y/o manipular variando sus proteínas y, por tanto, sus propiedades beneficiosas como alimento. Mediante la separación de dichas proteínas se pueden obtener los perfiles proteicos de los alimentos analizados. Por “perfiles proteicos” se refiere en la presente invención a un conjunto de picos registrado tras una separación electroforética y atribuido a unas proteínas que identifican o que son características del alimento a analizar.  

Por tanto, al realizar una trazabilidad entre los perfiles proteicos de un alimento conocido (o patrón) y otro a analizar se pueden utilizar de manera particular para la caracterización de un alimento. 

Entendiéndose por “caracterización de un alimento” a la determinación de la calidad y/o autenticidad del mismo. 

Respecto al uso de dendrímeros cabosilanos para la separación de proteínas mediante electroforesis capilar: 

• Los dendrímeros son macromoléculas con estructuras tridimensionales que han mostrado una enorme aplicabilidad y cuya mayor ventaja se basa en su versatilidad para modificar su esqueleto y superficie.
• Los dendrímeros pueden interaccionar con las proteínas estas interacciones pueden dar lugar a la formación de complejos estables.
• Los dendrímeros carbosilano con grupos aniónicos terminales pueden constituir una herramienta analítica muy útil para mejorar los perfiles proteicos con el fin de caracterizar muestras de alimentos vegetales, ya que la naturaleza hidrofóbica del interior de estos dendrímeros puede maximizar la interacción de estos sistemas con las proteínas analizar y de esta forma mejorar su separación mediante CE.
• Estos perfiles constituyen una herramienta de análisis muy útil para la diferenciación y clasificación de diversos alimentos. La utilidad de estos perfiles depende de la reproducibilidad del método electroforético y del número de picos resueltos que se obtienen, ya que esto permite una total comparación de diversos perfiles y asegura la especificidad de los mismos.