为了正常的体验网站,请在浏览器设置里面开启Javascript功能!

乳铁蛋白的生物学活性

2017-09-20 9页 doc 31KB 31阅读

用户头像

is_589748

暂无简介

举报
乳铁蛋白的生物学活性乳铁蛋白的生物学活性 The Biological Activities of Lactoferritin 杨 巍,马雪莹,王晓宇 (东北农业大学 乳品科学教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150030) 11 YANG We,iMA Xue-yingand WANGXiao -yu (Key Labof Dairy Science, Ministry of Education, NortheastAgricultura l University, Harbin 150030,Chin a) 摘要:乳铁蛋白是一种黏膜...
乳铁蛋白的生物学活性
乳铁蛋白的生物学活性 The Biological Activities of Lactoferritin 杨 巍,马雪莹,王晓宇 (东北农业大学 乳品科学教育部重点, 黑龙江 哈尔滨 150030) 11 YANG We,iMA Xue-yingand WANGXiao -yu (Key Labof Dairy Science, Ministry of Education, NortheastAgricultura l University, Harbin 150030,Chin a) 摘要:乳铁蛋白是一种黏膜分泌物铁结合糖蛋白。几十年来大量研究表明乳铁蛋白是种具有多功能的蛋白,有着多种的生物活 性。分析了乳铁蛋白的氨基酸组成、多肽链折叠、铁结合结构、分子表面特性等与抗菌有关的分子结构。报道了乳铁蛋白具有抗病毒、 抗真菌和抗寄生虫活性等方面的广泛应用。 关键词:乳铁蛋白;分子结构;生理功能 中图分类号:Q 513.2 文献标识码:A 文章编号:1674- 864(62011)04- 0043-03 Abstact: Lactoferrin (LF)is an iron bindingg lycoprotein that is presentin several mucosal secretions. Lactoferrini s a truly multifunctional protein r that has been studied extensively over the past decbiaodleogs.c aM afunctiny ons have been ascribto LeF.d In this review, we focus on that lactofeanrrin's ) il tibacterial-related molecular structureincludi, ng the amino acid sequence, polypefoptide ld, iro n binding structure and surface properties werirezed. summaLactoferrin has demonstrated potent aantivirntifunagal, l and antiparasitic activity, towards a broad spectrumspeci eos.f Key words: Lactoferrin; molecular structure; pholoygsiical function 乳铁蛋白 (lactoferrin,LF) 是一种相对分子质量约 合成,而血液中的L F 则来自嗜中性粒白细胞。人乳中 为 80kD 的铁结合糖蛋白,广泛存在于乳汁、唾液、泪 乳铁蛋白含量特别丰富,是母乳中含量位于第 2 的蛋 液等外分泌液或血浆、中性粒细胞中。Groves 于 1960 白质,占普通母乳蛋白质的10 ,。人初乳中含 LF 质量 - 1- 1- 1 浓度为 1~5 g,常乳中 1~3 g,牛初乳中 0.8gLLL???年首先从牛乳中分离获得这种蛋白, 由于乳铁蛋白与 - 1[ 2 ]左右,牛常乳中 0.1~0.4g L,含量较母乳低。 ?铁结合形成红色的复合物,故始称红蛋白。1961 年 目前乳铁蛋白的结构与特性的研究已经相当深 Banc 和 Isliker 将他们从人乳中分离出来的此种蛋白 l 入。乳铁蛋白呈单一多肽链,两端各折成环状,铁离子 命名为乳铁蛋白。乳铁蛋白是一种具有多种生物学功 能的蛋白质,既可作为人体营养来源,补充铁和氨基 酸,又具有抗微生物、免疫调节、抗氧化、抗癌等功效, - 伴随着 2 个碳酸氢根离子(HCO)结合于该区。1 个铁 3被认为是一种新型的抗菌抗癌药物和极具开发潜力 3+离子(Fe)与乳铁蛋白每一端的 4 个残基相连:2 个酪 的食品添加剂。目前,乳铁蛋白已经成为蛋白质药物 氨酸、1 个天冬氨酸、1 个组氨酸。乳铁蛋白与铁离子 开发的热点之一。本文对乳铁蛋白的理化性质、生理 结合后,铁离子进入每叶缝隙内部,此区域闭合,使乳 功能及近年来研究进展进行了综述。 铁蛋白分子结构更加紧密。 乳铁蛋白的二级结构以 α 螺旋和 β 结构为 主,二者沿蛋白质的氨基酸顺序交替排列,而且 α 螺 旋 1 乳铁蛋白的来源及结构 多于 结构。乳铁蛋白的立体结构是在二级结构β 基础上折叠形成两个相似的结构域(N- 叶和 C- 叶)。 的 乳铁蛋白因其最先在乳汁中被发现而得名,主要[ 3 ]呈 2 枚“无柄银杏叶并列状”(如图 1)。此二叶存在于人和哺乳动物的乳汁中,其含量随动物种类、 具有 泌乳时间、胎次、个体等而有所不同,除乳汁外,它也 3+ 较高的重叠性,同源性高达 40,,每叶可与一个 Fe广泛存在于动物体的泪液、唾液、汗液、胰液等内、外 结合,结合点位于一个裂口内。每叶还包含4 个氨基 [ 1 ]分泌液中,只是含量甚微。乳汁中的乳铁蛋白由乳腺 酸残基协调铁离子。每个铁结合位置还固定有重碳酸 [ 4 ]盐阴离子,以保持电荷平衡。 收稿日期:2011- 0412- 作者简介:杨巍(1984-),男,辽宁省本溪市人,硕士研究生,研究方向:食品营养学。 氏菌等;也可抑制革兰氏阳性菌,如金黄色葡萄球菌、 单细胞李斯特菌等。但对乳酸菌一类生理需铁较低的 微生物,乳铁蛋白基本上不表现抑菌活性。Terrguchi 等研究了牛乳铁蛋白对鼠肠内细菌的影响,结果发现 用含乳铁蛋白的牛乳喂饲小鼠时,其肠道内肠球菌受 到抑制,抑制效果与乳铁蛋白的浓度和喂食时间相 关,而与乳铁蛋白的铁结合能力无关。同时,乳铁蛋白 降解产生的乳铁多肽素表现出强杀菌活性,他能够破 图 1 LF 的空间结构 坏细胞膜,使细胞膜去极化,pH 梯度消失,或在膜上形 Fig. 1 Dimensional structure of Lactoferrin 成孔洞,杀死细菌。所以,乳铁蛋白对微生物的抑制作 随着研究的深入,人们发现水解后的乳铁蛋白会 8 []用不仅依赖铁结合活性,还可达到抑菌杀菌效果。 产生一些具有特殊生理功能的小肽。乳铁蛋白活性 2.3 免疫调节 乳铁蛋白能够发挥其特异的调节功多肽(Lfcin B),它是牛乳铁蛋白在消化道正常生理条 能,主要是与 件下释放出的一种含25 个氨基酸残基的抗菌肽。 其靶细胞及靶细胞表面的特异性受体有关,不同的细 Lfcin B 来源于牛乳铁蛋白的第1 7:41 位氨基酸,由 胞其乳铁蛋白受体的特性也不相同。巨噬细胞和淋巴 25 个氨基酸残基组成, 氨基酸顺序为: Phe- Lys- Cys- 细胞的各种免疫细胞都有乳铁蛋白受体存在, 乳铁蛋 Arg- Arg- Trp- Gln- Trp- Arg- Met- Lys- Lys- Leu-G ly- Ala 白具有调节巨噬细胞活性和刺激淋巴细胞合成的能 [ 5 ] - Pro- SerI-l e- Thr- Cys-V al- Arg- Arg- Ala- Phe ,包括 5 个 Trp、3 个 Lys 和多个芳香族氨基酸残基,具有强碱 性,pI >8.15,相对分子质量 3.1KDa。研究表明其水溶 [ 9 ] 力,还能促进多形核白血球巨噬细胞对细菌的吞噬,液中呈亲水脂的两个反向 折叠结构,具有耐热、β 促进自然杀伤细胞的活化及淋巴球的增生,抑制颗粒在 消化道中不易降解、免疫调节作用、广谱抑菌和球巨噬细胞菌落刺激因子的产生和释放。乳铁蛋白能 对肠 道有益菌无害等特性。 够抑制由于脂多糖所诱导的 TNF- a的释放 ,并诱导白 介素 6 的表达,从而阻止由于败血症所诱发的机体死 亡。乳铁蛋白可以通过诱导体液免疫反应,对免疫系 统各方面产生影响:影响T 细胞和 B 细胞成熟、影响 2 乳铁蛋白的生物学功能 淋巴细胞增生、调节单核细胞和巨噬细胞系统中铁水 [ 10 ]2.1 提高机体对铁离子的吸收 动物体内的运铁蛋白平以及其他免疫功能。乳铁蛋白还可作为机体非抗 在胃内极酸性条件下不具有 体免疫的主要力量对抗病原菌的入侵。同时进食乳铁 运送铁的作用,这时只有乳铁蛋白能在动物肠道中运 载铁离子。研究发现多种动物肠细胞上有乳铁蛋白的 [ 11] 蛋白能刺激肠道免疫球蛋白的分泌,Debbabi 等 认专一性受体,经此种受体的基因转染过的C aco-2 细胞 [ 6 ]为,乳铁蛋白是免疫系统的激发因子, 并且只有黏附 能对乳铁蛋白结合的铁表现出更强的摄取活性。也 在细胞上才能发挥激发作用。 有研究发现,当机体细胞缺铁时,细胞会合成较多的 2.4 抗病毒 乳铁蛋白能抵抗许多病毒的感染,如可转铁蛋白和乳铁蛋白,表明乳铁蛋白和转铁蛋白具有 抑制人体 [ 7 ]相类似的转运铁的功能。Kawakami证实,给贫血的小 免疫缺陷性病毒、细胞巨化病毒、疱疹病毒、丙型肝炎 鼠进食铁结合的乳铁蛋白和普通的硫酸亚铁,要得到 病毒、流感病毒等。乳铁蛋白对宿主体内抗病毒作用 同样治疗效果,后者的摄入量需是前者的4 倍。机体 很大。乳铁蛋白抑制 HIV- 1 机理为:HIV- 1 生命周期 对铁的吸收有负反馈调节机制,当细胞缺铁时会在其 表面合成特异的铁受体,如血液中的转铁蛋白和肠道 中具有极其重要三种酶(逆转录酶、蛋白酶和整合酶), 中的乳铁蛋白。在摄入铁时, 若结合乳铁蛋白则可明 乳铁蛋白略微抑制 HIV- 1 蛋白酶和整合酶,但强烈抑 显减缓铁对肠道的刺激作用,减少无机铁离子摄入。 [ 12 ]制 HIV- 1 逆转录酶,从而能抑制H IV 体外复制。 2.2 抑菌和杀菌 乳铁蛋白是一种广谱抑菌剂,早期 抗 HCV 试验指出,其抗病毒的作用可能是干扰 研究表明既可 HCV 和靶细胞的作用。因为如果在接种病毒的同时或 之前使用乳铁蛋白最为有效。减少乳铁蛋白和 HCV ,1, 第 27 次中国互联网络发展状况统计,R,.中国互联网信息中 问题。2011 年 1 月发布的《第 27 次中国互联网络发展 心,2011.1. 状况统计报告》中显示,中国网民规模已超 4.5 亿,电 ,2, 王宇,阎慧.信息安全保密技术,M,.北京,国防工业出版社,2010. ,3, 王景中,徐小青,曾凡锋.通信网安全与保密,M,. 西安,西安电子 子商务应用领跑,网络安全形势严峻。防范和“”科技大学出版社,2008. 杜绝 网络信息安全问题,消除网络失信行为,不但,4, 谷曼.网络信息安全中的主体因素研究,D,.成都理工大学,2009. 需要国 家加大信息安全的处置能力,更需要权威第 三方机构 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! (上接第 44 页) ,3, ANDERSON B F, BAKER H M, NORRIS G E, et al. Structureo f hu- 接触的时间就会增加感染病毒的机会。乳铁蛋白结合 manl actoferrin: crystallographic structurea nalysis andr efinement at 2. 到 HCV E1 和 E2 的核衣壳上可以阻止病毒对靶细胞 [ 13 ] 8A resolution,J,. J.Mol Biol., 1989,209 :711~734. 的吸附。 [ 14 ]BAKER E N, ANDERSON B F, BAKER H M, et al. Three-d imen- ,4, Beljaars 等研究了乳铁蛋白对巨化病毒的抑制 sional structureo f lactoferrin in various functional state,sJ,. Adv Exp 作用后指出,乳铁蛋白对病毒的作用主要是阻碍病毒 Med Biol. ,1994,357:1~12. [ 15 ]入侵通道,而非通过调节免疫系统。但W aarts等 认 ,5, HAULAND H H ,VORLANDL H. Post2 antibotic effect of thea ntimi- 为,乳铁蛋白抑制病毒主要是通过干预病毒与受体的 crobial peptide lactoferrin on Escherichia coli and Staphylococcus au- 结合,并非影响其入侵通道或者影响其复制过程。 reus,J,. JA ntimicro Chemothera, 2001, 48 :569:571. 此外,还能具有抑制流感病毒的活性,主要是因 ,6, SUZUKI Y A, SHIN K, LONNERDALB . Molecular cloning andf unc- 为其碳水化合物残基上含唾液酸,它干扰病毒对靶细 tional expresson of a human n testna actoerrn receptor, J,. Bio- iiillfi[ 16 ]胞的结合、感染。可见,乳铁蛋白具有潜在的抗病毒 chemistry. 2001, 40(51)15771: ~15779. 效应和高选择性,在抑制病毒与细胞的早期相互作用 KAWAKAMI H. Effect of iron- saturatedla ctoferrin on iron absorption ,7, 中起着十分重要的作用。 ,J,. Agric Biol Chem, 1988, 52(2903): ~908. 2.5 乳铁蛋白的其他生理功能 乳铁蛋白除了具有以FARNAUD S, EVANS R W. Lactoferrin )a multifunctional protein ,8, with antimicrobial propertie,sJ,. Mol Immunol, 2003, 40(7): 395~405. 上功能, 还有抑制肿瘤生长 ACTOR KJ, HWANG S A,OLSEN M,eatl . Lactoferrin immunomodu- 和转移、调控基因表达、抗寄生虫活性、抗氧化及抑制 ,9, lation of DTH responsein mice ,J,. Int Immunopharmaco. 2002,( 4): 胆固醇积累等作用。 475~486. ,10, DUNCANR L,MCARTHUR W P.Lactoferrin- mediated mduolation of monomulcear cell activities.I.Supression of them urine in vitro primary antibody respons,eJ,. Cell Immunol,63:308~320. 3 问题与展望,11, DEBBABI H, DUBARRY M,RAUTUREAUM , et al. Bovine lactofer- rin induced both mucsoal ands ystemic immune responsein mice,J,. 综上所述,乳铁蛋白作为一种多功能的蛋白质,有 J Dairy Res, 1998, 2:283 ~293. 着独特作用机理,它广泛存在于动物多种组织及黏膜 .乳铁蛋白(乳铁蛋白)抗病毒感染研究进展,J,.国外医学 廖继佩,12, 层,参与机体的非特异性体液免疫反应。近年来对乳 病毒学册,2003,10(6):180~183. 铁蛋白进行了大量的研究工作,使得人们对乳铁蛋白 YI M,KANEKO S,YU DY,et al. Hepatitis C virus envelope proteins ,13, 的结构、生物学功能及其分子机制有了一定的认识, bindl actoferrin,. J,. Virol,1997,71(8:5997)~6002. BELJAARS L, 但还有很多问题不是完全清楚。随着乳铁蛋白生理功 WIEGMANSF C, HARMSENM C, eta l. Inhibition of ,14, 能研究的不断深入,其应用前景将越来越广阔。 参考文cytomegalovirus infection by lactoferrin in vitro andi n vivo ,J,. An- 献: tiviral Res, 2004, 63(3197): ~208. ,1, BRITIGAN B E, SERODY J S, COHMEN S. Ther ole of lactoferrin as WAARTS B L, WILSCHUTJ , ANEKE O J, eat l. Antiviral activity of an anti- Inflammatory molecule,J,. Adv Exp Med Biol.,1994,357: ,15, human l actoferrin: inhibition of alphavirus interactin with heparin 143~156. sulfate,J,. Virology, 2005, 333(2)284: ~292. ,2, SUZUKI T. Lactoferrin contentsin bovine colostrums and milk,J,. J Jpo Soc FooNdu tri. ,1997,30:317~322. YOSHIDA,S WEI,Z.SHINMURAS. eparation of lactoferrin- a and-b ,16, from bovine colodtrum,J,. J Dairy sci. ,2000,83:2211~2215.
/
本文档为【乳铁蛋白的生物学活性】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。 本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。 网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。

历史搜索

    清空历史搜索