Purification and characterization of peptides from Capsicum annuum fruits which are α-amylase inhibitors and exhibit high antimicrobial activity against fungi of agronomic importance.
Proteins extracted from Capsicum annuum L. fruits were initially subjected to reversed-phase chromatography on HPLC, resulting in eight peptide-rich fractions. All the fractions obtained were tested for their ability to inhibit porcine trypsin and amylase from both human saliva and from larval insect in vitro. All fractions were also tested for their ability to inhibit growth of the phytopathogenic fungi. Several fractions inhibited the activity of human salivary amylase and larval insect amylase, especially fraction Fa5. No fraction tested was found to inhibit trypsin activity, being Fa2 fraction an exception. Interestingly fraction Fa5 also displayed high antimicrobial activity against the species of the Fusarium genus. Fraction Fa5 was found to have two major protein bands of 17 and 6.5 kDa, and these were sequenced by mass spectrometry. Two peptides were obtained from the 6.5-kDa band, which showed similarity to antimicrobial peptides. Fraction Fa5 was also tested for its ability to permeabilize membranes and induce ROS. Fraction Fa5 was able to permeabilize the membranes of all the fungi tested. Fungi belonging to the genus Fusarium also showed an increase in the endogenous production of ROS when treated with this fraction. Antimicrobial peptides were also identified in the fruits from other Capsicum species.
Laboratório de Fisiologia e Bioquímica de Microrganismos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
Layrana de Azevedo
LA
Dos Santos
Laboratório de Fisiologia e Bioquímica de Microrganismos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
Gabriel Bonan
GB
Taveira
Laboratório de Fisiologia e Bioquímica de Microrganismos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
Suzanna de Fátima Ferreira
SFF
Ribeiro
Laboratório de Fisiologia e Bioquímica de Microrganismos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
Lídia da Silva
LDS
Pereira
Laboratório de Fisiologia e Bioquímica de Microrganismos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
André de Oliveira
AO
Carvalho
Laboratório de Melhoramento e Genética Vegetal, Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
Rosana
R
Rodrigues
Laboratório de Química e Função de Proteínas e Peptídeos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
Antônia Elenir Amâncio
AEA
Oliveira
Laboratório de Química e Função de Proteínas e Peptídeos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
Olga Lima Tavares
OLT
Machado
Laboratório de Química e Função de Proteínas e Peptídeos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil.
Jucélia da Silva
JDS
Araújo
Laboratório de Toxinas Vegetais, Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 60020-181, CE, Brazil.
Ilka Maria
IM
Vasconcelos
Laboratório de Fisiologia e Bioquímica de Microrganismos, Centro de Biociências e Biotecnologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos dos Goytacazes, 28013-602, RJ, Brazil. Electronic address: valmg@uenf.br.
Valdirene Moreira
VM
Gomes
D000818:Animals; D000890:Anti-Infective Agents / Q000737:chemistry / Q000302:isolation & purification / Q000494:pharmacology; D002212:Capsicum / Q000737:chemistry*; D004791:Enzyme Inhibitors / Q000737:chemistry / Q000302:isolation & purification / Q000494:pharmacology; D005638:Fruit / Q000737:chemistry*; D005670:Fusarium / Q000254:growth & development*; D006801:Humans; D010455:Peptides / Q000737:chemistry / Q000302:isolation & purification / Q000494:pharmacology; D010940:Plant Proteins / Q000737:chemistry / Q000302:isolation & purification / Q000494:pharmacology; D013552:Swine; D000516:alpha-Amylases / Q000037:antagonists & inhibitors*
D000890:Anti-Infective Agents; D004791:Enzyme Inhibitors; D010455:Peptides; D010940:Plant Proteins; D000516:alpha-Amylases
Antimicrobial peptides; Mass spectrometry; Membrane permeability; Phytopathogenic fungi