LAKTOFERRIINI: RAKENNE JA TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2025

Laktoferriini, joka tunnetaan myös nimellä apolactoferrina tai lactotransferrin, on glykoproteiini valmistetaan monia nisäkäs- lajeja, joilla on kyky sitoa ja siirtää rautaionien (Fe3 +). Sitä esiintyy suuressa osassa kehon nesteitä ja se liittyy plasman rautaa sitovaan proteiiniin, joka tunnetaan nimellä "transferriini".

Sorensen ja Sorensen erottivat sen vuonna 1939 naudanmaidosta, ja melkein 30 vuotta myöhemmin, vuonna 1960, Johannson määritti sen esiintymisen äidinmaitoon (nimi johtuu sen luokittelusta maailman runsaimmin rautaa sitovaksi proteiiniksi). maito).

Laktoferriinirakenne (Lähde: Lijealso Wikimedia Commonsin kautta)

Myöhemmissä tutkimuksissa löydettiin laktoferriini muissa eksokriinisten rauhasten erityksissä, kuten sapeessa, haiman mehussa ja ohutsuolen erityksissä, samoin kuin neutrofiilien sekundaarisissa rakeissa, immuunijärjestelmään kuuluvissa plasmasoluissa.

Tätä proteiinia esiintyy myös kyyneleissä, syljessä, siemennesteessä, emättimenesteissä, keuhkoputken ja nenän erityksissä ja virtsassa, vaikka sitä on erityisen runsaasti maitoa (se on toiseksi suurin pitoisuusproteiini kaseiinin jälkeen) ja ternimaitoa.

Vaikka alun perin sitä pidettiin yksinomaan proteiinina, jolla on maidon bakteeriostaattinen vaikutus, se on proteiini, jolla on monenlaisia ​​biologisia toimintoja, vaikka kaikki eivät kuitenkaan liity sen kykyyn siirtää rauta-ioneja.

Laktoferriinin rakenne

Kuten mainittiin, laktoferriini on glykoproteiini, jonka molekyylipaino on noin 80 kDa, joka koostuu 703 aminohappotähteestä, joiden sekvenssillä on suuri homologia eri lajien välillä. Se on emäksinen proteiini, positiivisesti varautunut ja isoelektrisen pisteen välillä 8 - 8,5.

N-lohko ja C-lohko

Se koostuu yhdestä polypeptidiketjuista, joka on taitettu muodostamaan kaksi symmetristä lohkoa, nimeltään N-lohko (tähteet 1-332) ja C-lohko (tähteet 344-703), joilla on 33 - 41% homologia keskenään.

Sekä N-lohko että C-lohko koostuvat P-taitettuista levyistä ja alfa-helikeseistä, jotka muodostavat kaksi domeenia kutakin kohden, domeeni I ja domeeni II (C1, C2, N1 ja N2).

Molemmat keilat on kytketty "saranan" alueen kautta, joka koostuu tähteiden 333 ja 343 välisestä alfa-kierroksesta, mikä antaa proteiinille suuremman molekyylin joustavuuden.

Tämän proteiinin aminohapposekvenssin analyysi paljastaa suuren määrän potentiaalisia kohtia glykosylaatioon. Glykosylaatioaste on hyvin vaihteleva ja se määrää resistenssin proteaasiaktiivisuudelle tai huomattavasti matalille pH-arvoille. Yleisin sakkaridi sen hiilihydraattiosassa on mannoosi, jossa on noin 3% heksoosisokereita ja 1% heksaosamineja.

Jokainen laktoferriinikeila kykenee sitoutumaan palautuvasti kahteen metalli-ioniin, joko rautaan (Fe2 +, Fe3 +), kupariin (Cu2 +), sinkkiin (Zn2 +), kobolttiin (Co3 +) tai mangaaniin (Mn2 +). synergia bikarbonaatti-ionin kanssa.

Muut molekyylit

Se voi myös sitoutua, vaikkakin pienemmällä affiniteetilla, muihin molekyyleihin, kuten lipopolysakkaridit, glykosaminoglykaanit, DNA ja hepariini.

Kun proteiini on sitoutunut kahteen rauta-ioniin, sitä kutsutaan hololaktoferriiniksi, kun taas "vapaassa" muodossaan sitä kutsutaan apolaktoferriiniksi ja kun se on sitoutunut vain yhteen rauta-atomiin, se tunnetaan monoferrisenä laktoferriininä.

Apolaktoferriinillä on avoin konformaatio, kun taas hololaktoferriinillä on suljettu konfiguraatio, mikä tekee siitä kestävämmän proteolyysille.

Muut laktoferriinin muodot

Jotkut kirjoittajat kuvaavat laktoferriinin kolmen isomuodon olemassaoloa: α, β ja γ. Lakto- ferriini-a-muotoa kutsutaan muotoon, jolla on raudan sitomiskyky ja jolla ei ole ribonukleaasiaktiivisuutta. Lakktoferriini-P- ja laktoferriini-y-muodoilla on ribonukleaasiaktiivisuus, mutta ne eivät kykene sitoutumaan metalli-ioneihin.

ominaisuudet

Laktoferriini on glykoproteiini, jolla on paljon suurempi affiniteetti raudan sitoutumiseen kuin transferriinilla, veriplasmassa olevalla raudan kuljettajaproteiinilla, joka antaa sille kyvyn sitoa rauta-ioneja monilla pH: ssa.

Koska sillä on positiivinen nettovaraus ja se jakautuu eri kudoksiin, se on monitoiminen proteiini, joka osallistuu erilaisiin fysiologisiin toimintoihin, kuten:

- Suolen raudan imeytymisen sääteleminen

- Immuunivasteprosessit

- Kehon antioksidanttimekanismit

- Toimii syöpää estävänä ja tulehdusta estävänä aineena

- Se on suoja-aine mikrobi-infektioita vastaan

- Toimii kopiointitekijänä

- Se osallistuu proteaasien estämiseen

- Se on viruslääke-, sieni- ja loislääkeproteiini

- Se toimii myös prokoagulanttina ja sillä on ribonukleaasiaktiivisuutta

- Se on luun kasvutekijä.

Laktoferriinin ja E. colin sideoforin rakenteellinen esitys (Lähde: W. Henley Wikimedia Commonsin kautta)

Mikrobi-infektioiden torjunnassa laktoferriini vaikuttaa kahdella tavalla:

- raudan eristäminen tartuntapaikoilla (mikä aiheuttaa bakteeriostaattisina toimivien tarttuvien mikro-organismien ravitsemusvajeita) tai

- Vuorovaikutus suoraan tartunta-aineen kanssa, mikä voi aiheuttaa solujen hajoamista.

Farmakologiset käyttötavat

Laktoferriini voidaan saada suoraan puhdistamalla lehmänmaidosta, mutta muut nykyaikaiset järjestelmät perustuvat sen tuotantoon yhdistelmäproteiinina eri organismeissa, joilla on nopea, nopea ja taloudellinen kasvu.

Joissakin lääkkeissä aktiivisena yhdisteenä tätä proteiinia käytetään mahalaukun ja suolen haavaumien sekä ripulin ja hepatiitin C hoitoon.

Sitä käytetään bakteereista ja viruksista peräisin olevia infektioita vastaan ​​ja lisäksi sitä käytetään immuunijärjestelmän stimulanttina joidenkin patologioiden, kuten syövän, ehkäisyssä.

Laktoferriinin lähteet ihmiskehossa

Tämän proteiinin ilmentyminen voidaan havaita alun perin alkion kehityksen kahdessa ja neljässä soluvaiheessa ja sitten blastokystivaiheessa implantoinnin ajankohtaan saakka.

Myöhemmin se ilmenee neutrofiileissä ja muodostuneiden ruuansulatus- ja lisääntymisjärjestelmien epiteelisoluissa.

Tämän proteiinin synteesi suoritetaan myeloidisessa ja erityssepiteelissä. Aikuisella ihmisellä laktoferriinin ilmentyminen havaitaan korkeimmin rintamaitoon ja ternimaitoon.

Sitä voidaan löytää myös monista limakalvojen erityksistä, kuten kohdun, siemen- ja emättimenesteistä, syljestä, sapeesta, haiman mehusta, ohutsuoleen erittymistä, nenäseinämistä ja kyyneleistä. Tämän proteiinipitoisuuden on havaittu muuttuvan raskauden aikana ja naisten kuukautiskierron aikana.

Vuonna 2000 määritettiin munuaisissa esiintyvä laktoferriinin tuotanto, jossa se ilmenee ja erittyy keräysputkien läpi ja voidaan absorboida uudelleen sen distaaliseen osaan.

Suurin osa aikuisten ihmisten plasman laktoferriinistä tulee neutrofiileistä, joissa sitä varastoidaan erityisissä sekundaarirakeissa ja kolmannessa rakeissa (vaikkakin pienemmissä pitoisuuksissa).

Viitteet

1. Adlerova, L., Bartoskova, A., ja Faldyna, M. (2008). Lactoferrin: arvostelu. Veterinarni Medicina, 53 (9), 457-468.
2. Berlutti, F., Pantanella, F., Natalizi, T., Frioni, A., Paesano, R., Polimeni, A., ja Valenti, P. (2011). Laktoferriinin - luonnollisen immuniteettimolekyylin viruksenvastaiset ominaisuudet. Molecules, 16 (8), 6992-7018.
3. Brock, J. (1995). Laktoferriini: monitoiminen immunoregulatiivinen proteiini? Immunology tänään, 16 (9), 417-419.
4. Brock, JH (2002). Laktoferriinin fysiologia. Biokemia ja solubiologia, 80 (1), 1-6.
5. González-Chávez, SA, Arévalo-Gallegos, S., ja Rascón-Cruz, Q. (2009). Laktoferriini: rakenne, toiminta ja sovellukset. Antimikrobisten aineiden kansainvälinen lehti, 33 (4), 301-e1.
6. Levay, PF, ja Viljoen, M. (1995). Lactoferrin: yleiskatsaus. Haematologica, 80 (3), 252 - 267.
7. Naot, D., Grey, A., Reid, IR, ja Cornish, J. (2005). Laktoferriini - uusi luun kasvutekijä. Kliininen lääketiede ja tutkimus, 3 (2), 93 - 101.
8. Sanchez, L., Calvo, M., ja Brock, JH (1992). Laktoferriinin biologinen merkitys. Arkisto lapsuuden sairauksista, 67 (5), 657.