Anti-inflammatory and Anti-necrotic Effect of Lectins from Canavalia ensiformis and Canavalia brasiliensis in Experimental Acute Pancreatitis

Lectins isolated from Canavalia ensiformis (ConA) and Canavalia brasiliensis (ConBr) are promising molecules to modulate cell death. Acute pancreatitis, characterized by acinar cell necrosis and inflammation, presents significant morbidity and mortality. This study has investigated the effects of ConA and ConBr on experimental acute pancreatitis and pancreatic acinar cell death induced by bile acid. Pancreatitis was induced by retrograde pancreatic ductal injection of 3% sodium taurocholate (Na-TC) in male Swiss mice. ConA or ConBr (0.1, 1 or 10 mg/kg) were intravenously applied to mice 1 h and 12 h after induction. After 24 hours, the severity of pancreatitis was evaluated by serum amylase and lipase, histopathological changes and myeloperoxidase assay. Pancreatic acinar cells were incubated with ConA (200 µg/ml) or ConBr (200 µg/ml) and taurolithocholic acid 3-sulfate (TLCS; 500 µM). Necrosis and changes in mitochondrial membrane potential (ΔѰm) were detected by fluorescence confocal microscopy. Treatment (post-insult) with ConA and ConBr decreased pancreatic damage caused by retrograde injection of Na-TC in mice, reducing pancreatic neutrophil infiltration, edema and necrosis. In addition, ConA and ConBr decreased pancreatic acinar cell necrosis and depolarization of ΔѰm caused by TLCS. The inhibition of necrosis was prevented by the lectin domain blockade; molecular docking analysis showed strong interaction of ConA and ConBr crystal structures with mannose residues. In conclusion, ConA and ConBr markedly inhibited in vitro and in vivo damage, effects partly dependent on the interaction with mannose residues on acinar cells. These data support the potential application of these proteins for treatment of acute pancreatitis.

Evaluación de genotipos de Canavalia brasiliensis Mart. ex Benth. para producción de semilla en el Caribe colombiano

La capacidad de producir semilla, en leguminosas forrajeras facilita la adopción y conservación de estas especies por parte de los productores. El objetivo de este trabajo fue evaluar genotipos de Canavalia brasilienses Mart. ex Benth. para producción de semilla. El trabajo de investigación se desarrolló en el Centro de investigación Motilonia, de la Corporación colombiana de investigación agropecuaria- AGROSAVIA. Se evaluaron 4 accesiones de C. brasiliensis (17009, 17462, 21461 y 21825), provenientes del Centro Internacional de Agricultura Tropical- CIAT. Se establecieron en parcelas de 3,0 x 3,0 m, con distancia de 0,5 x 0,5 m entre plantas y surcos. Se analizó el efecto estadístico de las distintas accesiones de C. brasiliensis sobre el número de vainas por muestreo, área 0,25 m2, longitud de vaina, diámetro de vaina, semillas por vaina, peso de 100 semillas, diámetro de semilla y rendimiento, mediante un análisis ANOVA de una vía, cumpliendo con un diseño BCA. Las accesiones de C. brasiliensis mostraron efecto estadístico significativo sobre el número de vainas por aforo, diámetro de vaina, diámetro de semilla, rendimiento y peso de 100 semillas. El mejor resultado en cuanto rendimiento fue para las accesiones 17462, 21825 y 17009 con valores de 745,6, 584,9 y 509,9 kg/ha, respectivamente, indicando las potencialidades de C. brasiliensis en la producción de semillas bajo condiciones del Caribe seco colombiano. Las accesiones 17462, 21825 y 17009 de C. brasiliensis presentaron una buena producción de semilla en condiciones del Caribe seco colombiano, lo cual constituye una caracteristica importante para la selección de genotipos promisorios para alimentación animal.

ConBr, the Lectin from Canavalia brasiliensis Mart. Seeds: Forty Years of Research

Lectins are defined as proteins or glycoproteins capable of specific and reversible binding to carbohydrates. Inside this group of proteins, the most well-studied lectins belong to the Leguminosae family, and inside this family, the Diocleinae subtribe includes the most characterized lectin Concanavalin A (ConA), as well as ConBr, the lectin from Canavalia brasiliensis, the subject of this review. Since 1979, several studies have been published in the literature regarding this lectin, from its isolation and characterization to its several biological activities. This year, 2019, will mark 40 years since researchers have begun to study ConBr and 100 years since the discovery of ConA, making 2019 a momentous year for lectinology. Owing to the abundance of studies involving ConBr, this review will focus on ConBr’s purification, physicochemical properties, functional and structural analyses, biological activities and biotechnological applications. This will give researchers a broad glimpse into the potential of this lectin, as well as it characteristics, as we look ahead to its expanding applications in glycomics and biotechnology.

In vitro digestion of tropical legume starch is influenced by the combination of heating and soaking treatments

Raw legumes have in general low starch digestion, which limits their use in animal nutrition. This study aimed to determine the effect of different thermal (raw, autoclaving and boiling for 5 and 20 min) and soaking (without or with) treatments on the in vitro degree of hydrolysis (DH) of starch for selected grains of tropical legumes (Canavalia brasiliensis, CB; Lablab purpureus, LP; pink, red and white colour hulls Vigna unguiculata, PVU, RVU and WVU). Indigested residues collected after in vitro sequential pepsin-pancreatin (120–240 min) digestion were used to determine the starch DH and the estimated digestible starch content. The starch content was in general higher when the legumes were treated (e.g. autoclaving increased 28% the starch content of CB). Autoclaving and boiling for 5 min increased the DH for both unsoaked and soaked CB and RVU (+6–16% units), whereas they reduced the DH for unsoaked boiled LP, PVU, WVU and unsoaked autoclaved LP (P < 0.05). Extending the boiling from 5 to 20 min reduced the DH for CB, PVU, RVU and WVU (–8–22% units), whereas it increased 17% units the DH of LP (P < 0.05). In contrast, extending the autoclaving increased DH for soaked LP, PVU and WVU (+4–13% units) (P < 0.05), but did not affect the other legumes (P > 0.05). Similar trends were observed for the estimated digestible starch content, despite the changes in starch content. In conclusion, the effect of soaking and heating treatment combinations on the DH of starch and estimated digestible starch content varied among legumes. Conditions for starch determination may be adapted for legumes.

Efecto de la especie y la edad de rebrote en el perfil de ácidos grasos de leguminosas y arbustivas tropicales

Se evaluó el efecto de tres edades de rebrote (4, 8 y 12 semanas) sobre la producción de forraje, calidad nutricional y perfil de ácidos grasos en leguminosas herbáceas: Clitoria ternatea, Pueraria phaseoloides, Canavalia brasiliensis, Centrosema molle, Centrosema macrocarpum, Alysicarpus vaginalis y Lablab purpureus; en leguminosas arbustivas: Cratylia argentea, Gliricidia sepium, Desmodium velutinum, Cajanus cajan y Leucaena leucocephala; y en una arbustiva no leguminosa: Moringa oleifera (Moringaceae). Se utilizó un diseño de parcelas divididas con bloques al azar, en el cual la parcela principal fue la especie forrajera y la subparcela la edad de rebrote. Los principales ácidos grasos presentes en las especies fueron el ácido palmítico (C16:0), ácido linolénico (C18:3) y linoleico (C18:2). Sin embargo, en las leguminosas herbáceas y arbustivas, el contenido de ácidos grasos fue diferente y disminuyó con la edad de rebrote en los dos grupos. La relación C18:2/C18:3 fue mayor en las leguminosas herbáceas que en las arbustivas, lo cual podría resultar en una mayor concentración de ácido linoleico conjugado (ALC) en la grasa de la leche. La leguminosa Cajanus cajan presentó el mayor (p<0,05) contenido de ácido linolénico (C18:3) y de precursores de ALC en las tres edades de rebrote evaluadas, lo cual sugiere que su uso en la alimentación de bovinos en sistemas de doble propósito resultaría en concentraciones altas de ALC c9 t11 en la grasa de la leche, en comparación con otras especies.

Efecto de especies y manejo de abonos verdes de leguminosas en la producción y calidad de un cultivo forrajero utilizado en sistemas ganaderos del trópico seco

El uso de cultivos forrajeros para corte y acarreo o para ensilar es una alternativa para reducir los efectos negativos de la época seca en la alimentación de animales en sistemas ganaderos doble propósito en el trópico seco. Por otra parte, el uso de abonos verdes de leguminosas es una alternativa al uso de nitrógeno (N) químico para la fertilización en cultivos forrajeros. Con el fin de utilizar las leguminosas como abonos verdes en una forma más eficiente en fincas ganaderas, es necesario seleccionar leguminosas productivas de crecimiento rápidos y adaptadas a sequía y evaluar manejos alternativos de rotación con cultivos forrajeros. En este estudio se evaluaron cuatro leguminosas (Canavalia brasiliensis, Lablab purpureus, Clitoria ternatea y Vigna unguiculata) dos niveles de nitrógeno (0 y 50 kg ha-1), y dos manejos (siembra del cultivo en el primer o en el cuarto mes después de la incorporación del abono) dispuestos en un arreglo de parcelas divididas con tres repeticiones. Las leguminosas con más altos rendimientos (p