Methodology to design and evaluate the emulsifier potential of short peptides (2024)
El uso de surfactantes petroquímicos tiene consecuencias negativas para la salud y el medio ambiente. Una de las maneras de reducir estos impactos es reemplazar los surfactantes petroquímicos por bio moléculas como los péptidos. Este proceso requiere del descubrimiento de una metodología para diseñar péptidos con alto potencial de reducción de la tensión en interfaces lipofílicas – hidrofílicas como las interfaces aire – agua o aceite – agua. El primer paso de la metodología consiste en crear un modelo de inteligencia artificial que permita estimar el valor de la tensión interfacial aire – agua a la concentración micelar crítica de soluciones de péptidos cortos. Para este paso, el modelo utiliza como descriptores las diferentes características bi-dimensionales moleculares de los surfactantes. El segundo paso utiliza dinámica molecular para robustecer la aplicación del modelo sobre péptidos con longitudes de hasta 5 residuos. Finalmente, se usa reología dilacional para evaluar las características viscoelásticas de la interface formada con los péptidos. La evaluación experimental permitió validar las características moleculares de los péptidos cortos para proporcionar actividad emulsificante, tales como la presencia de aminoácidos con grandes secciones hidrofóbicas, porcentajes de aminoácidos hidrofóbicos de más del 60% y energías de interacción altas entre las moléculas del péptido y las del decano en comparación con las energías de interacción entre péptidos. Adicionalmente, péptidos grandes y con altas interacciones entre ellos favorecen la formación de interfaces más elásticas y con altas probabilidades de estabilizar las gotas de una emulsión. Esta metodología constituye el punto de partida para extender esta evaluación de propiedades interfaciales a péptidos largos y con otras consideraciones moleculares como la presencia de estructuras secundarias tri-dimensionales.