LAKTOFERINAS: STRUKTŪRA IR FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Laktoferino , taip pat žinomas kaip apolactoferrina arba lactotransferrin, yra glikoproteinas, kurį gamina daugelis žinduolių gyvūnų rūšių, turinčių gebėjimą surišti ir perdavimo geležies jonų (Fe3 +). Jis randamas daugelyje kūno skysčių ir yra susijęs su plazmoje esančiais geležį rišančiais baltymais, vadinamais „transferinu“.

Jį 1939 m. Sorensenas ir Sorensenas išskyrė iš galvijų pieno, o beveik po 30 metų, 1960 m., Johannsonas nustatė jo buvimą motinos piene (jo pavadinimas kilęs dėl jo klasifikavimo kaip gausiausias geležį jungiantis baltymas pasaulyje). pienas).

Laktoferino struktūra (Šaltinis: „Lijealso“ per „Wikimedia Commons“)

Vėlesni tyrimai nustatė laktoferriną kitose egzokrininių liaukų sekrecijose, tokiose kaip tulžis, kasos sultys ir plonosios žarnos sekretas, taip pat antrinėse neutrofilų granulėse - imuninei sistemai priklausančiose plazmos ląstelėse.

Šis baltymas taip pat randamas ašarose, seilėse, spermoje, makšties skysčiuose, bronchų ir nosies sekretuose bei šlapime, nors jo ypač gausu piene (tai yra antra pagal dydį baltymų koncentracija po kazeino) ir priešpienis.

Nors iš pradžių tai buvo laikoma baltymu, turinčiu bakteriostatinį pieną, tai baltymas, turintis daugybę biologinių funkcijų, nors ne visi jie yra susiję su jo gebėjimu pernešti geležies jonus.

Laktoferino struktūra

Laktoferinas, kaip minėta, yra glikoproteinas, kurio molekulinė masė yra apie 80 kDa, kurį sudaro 703 aminorūgščių liekanos, kurių seka turi didelę homologiją tarp skirtingų rūšių. Tai yra pagrindinis baltymas, teigiamai įkrautas ir kurio izoelektrinis taškas yra nuo 8 iki 8,5.

N skilties ir C skilties

Jį sudaro viena polipeptidinė grandinė, sulankstyta, kad būtų suformuotos dvi simetriškos skiltys, vadinamos N skiltimi (likučiai 1-332) ir C skiltimi (likučiai 344–703), kurių homologija viena su kita sudaro 33–41%.

Tiek N, tiek C skiltys yra sudarytos iš β sulankstytų lakštų ir alfa spiralių, kurios sudaro du domenus kiekvienoje skiltyje, I domeną ir II domeną (C1, C2, N1 ir N2).

Abi skiltys yra sujungtos per „vyrio“ sritį, sudarytą iš alfa spiralės tarp 333 ir 343 liekanų, o tai suteikia baltymui didesnį molekulinį lankstumą.

Šio baltymo aminorūgščių sekos analizė atskleidžia daugybę galimų glikozilinimo vietų. Glikozilinimo laipsnis yra labai įvairus ir lemia atsparumą proteazių aktyvumui arba žymiai žemam pH. Dažniausias angliavandenių porcijoje esantis sacharidas yra manozė, turinti apie 3% heksozės cukraus ir 1% heksozaminų.

Kiekviena laktoferino skiltis gali grįžtamai jungtis prie dviejų metalų jonų: geležies (Fe2 +, Fe3 +), vario (Cu2 +), cinko (Zn2 +), kobalto (Co3 +) arba mangano (Mn2 +). sinergija su bikarbonato jonu.

Kitos molekulės

Jis taip pat gali prisijungti, nors ir mažesnio afiniteto, prie kitų molekulių, tokių kaip lipopolisaharidai, glikozaminoglikanai, DNR ir heparinas.

Kai baltymas yra sujungtas su dviem geležies jonais, jis yra žinomas kaip hololaktoferrinas, o kai jis yra „laisvos“ formos, vadinamas apolaktoferrinu, o kai jis yra prisijungęs tik prie vieno geležies atomo, jis žinomas kaip monoferrinis laktoferinas.

Apolaktoferrinas yra atviros struktūros, tuo tarpu hololaktoferrinas yra uždaros konfigūracijos, todėl jis yra atsparesnis proteolizei.

Kitos laktoferino formos

Kai kurie autoriai apibūdina trijų laktoferino izoformų egzistavimą: α, β ir γ. Laktoferino-α forma yra žymima kaip turinti geležies surišimo pajėgumą ir neturinti ribonukleazės aktyvumo. Laktoferrin-β ir laktoferrin-γ formos turi ribonukleazinį aktyvumą, tačiau nesugeba prisijungti prie metalo jonų.

funkcijos

Laktoferrinas yra glikoproteinas, turintis daug didesnį afinitetą prisijungti prie geležies nei transferinas - geležies pernešėjo baltymas kraujo plazmoje, kuris suteikia jam galimybę surišti geležies jonus plačiame diapazone. pH.

Atsižvelgiant į tai, kad jo grynasis teigiamas krūvis ir pasiskirstęs įvairiuose audiniuose, tai yra daugiafunkcis baltymas, atliekantis įvairias fiziologines funkcijas, tokias kaip:

- geležies absorbcijos žarnyne reguliavimas

- Imuninio atsako procesai

- Kūno antioksidaciniai mechanizmai

- Veikia kaip antikancerogeninis ir priešuždegiminis agentas

- Tai yra apsauginė priemonė nuo mikrobų infekcijų

- Veikia kaip transkripcijos faktorius

- Jis susijęs su proteazių slopinimu

- Tai antivirusinis, priešgrybelinis ir antiparazitinis baltymas

- Jis taip pat veikia kaip prokoaguliantas ir turi ribonukleazės aktyvumą

- Tai kaulų augimo faktorius.

Laktoferino ir E. coli sideroforo struktūrinis vaizdas (Šaltinis: W. Henley per „Wikimedia Commons“)

Kovoje su mikrobų infekcijomis laktoferinas veikia dviem būdais:

- geležies sekvestracija infekcijos vietose (dėl kurios atsiranda maistinių medžiagų trūkumas dėl infekcinių mikroorganizmų, veikiančių kaip bakteriostatinė priemonė) arba

- Tiesioginis sąveika su infekcijos sukėlėju, kuris gali sukelti ląstelių lizę.

Farmakologinis naudojimas

Laktoferriną galima gauti tiesiogiai išgryninus iš karvės pieno, tačiau kitos šiuolaikinės sistemos yra pagrįstos jo, kaip rekombinantinio baltymo, gaminimu skirtinguose organizmuose, lengvai ir greitai augant bei ekonomiškai augant.

Šis baltymas yra aktyvus kai kurių vaistų junginys skrandžio ir žarnyno opoms, taip pat viduriavimui ir hepatitui C gydyti.

Jis naudojamas nuo bakterinės ir virusinės kilmės infekcijų, be to, yra naudojamas kaip imuninės sistemos stimuliatorius tam tikrų patologijų, tokių kaip vėžys, prevencijai.

Laktoferino šaltiniai žmogaus organizme

Šio baltymo ekspresija iš pradžių gali būti nustatoma dviejų ir keturių embrionų vystymosi stadijose, o vėliau blastocistos stadijoje iki implantacijos momento.

Vėliau tai išryškėja susidarius neutrofilams ir virškinimo bei reprodukcinės sistemos epitelio ląstelėms.

Šio baltymo sintezė vykdoma mieloidiniame ir sekreciniame epiteliuose. Suaugusiam žmogui didžiausias laktoferino ekspresijos lygis aptinkamas motinos piene ir priešpienyje.

Jo taip pat galima rasti iš daugelio gleivinių sekretų, tokių kaip gimdos, sėklos ir makšties skysčiai, seilės, tulžis, kasos sultys, plonojo žarnos sekretas, nosies sekretas ir ašaros. Nustatyta, kad šio baltymo kiekis keičiasi nėštumo metu ir moterų menstruacinio ciklo metu.

2000 m. Inkstuose buvo nustatyta laktoferino gamyba, kur jis išsiskiria ir išsiskiria per surinkimo kanalėlius ir gali būti absorbuojamas toje pačioje distalinėje dalyje.

Didžioji dalis suaugusių žmonių laktoferino plazmos yra iš neutrofilų, kur jis laikomas specifinėse antrinėse granulėse ir tretinėse granulėse (nors mažesnėmis koncentracijomis).

Nuorodos

1. Adlerova, L., Bartoskova, A., ir Faldyna, M. (2008). Laktoferrinas: apžvalga. „Veterinarni Medicina“, 53 (9), 457–468.
2. Berlutti, F., Pantanella, F., Natalizi, T., Frioni, A., Paesano, R., Polimeni, A., ir Valenti, P. (2011). Laktoferino - natūralaus imuniteto molekulės antivirusinės savybės. Molecules, 16 (8), 6992-7018.
3. Brock, J. (1995). Laktoferrinas: daugiafunkcinis imunoreguliacinis baltymas? Imunologija šiandien, 16 (9), 417–419.
4. Brock, JH (2002). Laktoferino fiziologija. Biochemija ir ląstelių biologija, 80 (1), 1-6.
5. González-Chávez, SA, Arévalo-Gallegos, S., ir Rascón-Cruz, Q. (2009). Laktoferrinas: struktūra, funkcijos ir programos. Tarptautinis antimikrobinių medžiagų žurnalas, 33 (4), 301-e1.
6. Levay, PF ir Viljoen, M. (1995). Lactoferrin: bendroji apžvalga. „Haematologica“, 80 (3), 252–267.
7. Naot, D., Grey, A., Reid, IR ir Cornish, J. (2005). Laktoferrinas - naujas kaulų augimo faktorius. Klinikinė medicina ir tyrimai, 3 (2), 93–101.
8. Sanchez, L., Calvo, M., ir Brock, JH (1992). Biologinis laktoferino vaidmuo. Ligos vaikystėje archyvai, 67 (5), 657.