LAKTOFERRIN: YAPI VE IŞLEVLER - BIYOLOJI - 2024

Laktoferrin da apolactoferrina veya lactotransferrin olarak bilinen, cilt ve transfer demir iyonları (Fe3 +) yeteneğine sahip olan, bir çok memeli türleri tarafından üretilen bir glikoproteindir. Vücut sıvılarının çoğunda bulunur ve "transferrin" olarak bilinen plazma demir bağlayıcı protein ile ilgilidir.

1939'da Sorensen ve Sorensen tarafından sığır sütünden izole edildi ve yaklaşık 30 yıl sonra 1960'da Johannson, insan sütündeki varlığını belirledi (adı dünyadaki en bol demir bağlayıcı protein olarak sınıflandırılmasından geliyor). Süt).

Laktoferrin yapısı (Kaynak: Lijealso, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Daha sonraki araştırmalar, safra, pankreas suyu ve ince bağırsak salgıları gibi diğer ekzokrin bezi salgılarında ve ayrıca nötrofillerin ikincil granüllerinde, bağışıklık sistemine ait plazma hücrelerinde laktoferrin tespit etti.

Bu protein ayrıca sütte özellikle bol olmasına rağmen (kazeinden sonra ikinci en yüksek konsantrasyon proteindir) gözyaşı, tükürük, meni, vajinal sıvılar, bronşiyal ve nazal sekresyonlar ve idrarda bulunur. kolostrum.

Başlangıçta basitçe sütte bakteriyostatik aktiviteye sahip bir protein olarak kabul edilmesine rağmen, çok çeşitli biyolojik fonksiyonlara sahip bir proteindir, ancak hepsinin demir iyonlarını transfer etme kabiliyetiyle ilgisi yoktur.

Laktoferrinin yapısı

Laktoferrin, bahsedildiği gibi, sekansı farklı türler arasında büyük homolojiye sahip 703 amino asit kalıntısından oluşan, moleküler ağırlığı yaklaşık 80 kDa olan bir glikoproteindir. Pozitif yüklü ve izoelektrik noktası 8 ile 8,5 arasında olan temel bir proteindir.

N lobu ve C lobu

Birbirleriyle% 33-41 homoloji paylaşan N lobu (1-332 kalıntıları) ve C lobu (344-703 kalıntıları) olarak adlandırılan iki simetrik lob oluşturmak için katlanan tek bir polipeptit zincirinden oluşur.

Hem N lobu hem de C lobu, lob başına iki alan, alan I ve alan II (C1, C2, N1 ve N2) oluşturan β katlanmış tabakalardan ve alfa sarmallarından oluşur.

Her iki lob, proteine ​​daha büyük moleküler esneklik sağlayan 333 ve 343 kalıntıları arasındaki bir alfa sarmalından oluşan bir "menteşe" bölgesi yoluyla bağlanır.

Bu proteinin amino asit dizisinin analizi, glikosilasyon için çok sayıda potansiyel bölge ortaya çıkarır. Glikosilasyon derecesi oldukça değişkendir ve proteaz aktivitesine veya önemli ölçüde düşük pH'a direnci belirler. Karbonhidrat kısmındaki en yaygın sakarit, yaklaşık% 3 heksoz şeker ve% 1 heksosamin içeren mannozdur.

Her laktoferrin lobu, iki metal iyonuna tersine çevrilebilir şekilde bağlanabilir; demir (Fe2 +, Fe3 +), bakır (Cu2 +), çinko (Zn2 +), kobalt (Co3 +) veya manganez (Mn2 +). bikarbonat iyonu ile sinerji.

Diğer moleküller

Aynı zamanda, daha düşük bir afinite ile lipopolisakkaritler, glikozaminoglikanlar, DNA ve heparin gibi diğer moleküllere de bağlanabilir.

Protein iki demir iyonuna bağlandığında hololaktoferrin, "serbest" halindeyken ise apolaktoferrin olarak adlandırılır ve yalnızca bir demir atomuna bağlandığında monoferrik laktoferrin olarak bilinir.

Apolactoferrin açık bir yapıya sahipken, hololaktoferrin kapalı bir konfigürasyona sahiptir ve bu da onu proteolize karşı daha dirençli hale getirir.

Diğer laktoferrin formları

Bazı yazarlar, laktoferrinin üç izoformunun varlığını tanımlamaktadır: α, β ve γ. Laktoferrin-a formu, demir bağlama kapasitesi olan ve ribonükleaz aktivitesi olmayan form olarak belirtilir. Laktoferrin-ve laktoferrin-γ formları ribonükleaz aktivitesine sahiptir, ancak metal iyonlarına bağlanamaz.

Özellikleri

Laktoferrin, kan plazmasındaki bir demir taşıyıcı protein olan transferrinden çok daha yüksek bir demir bağlama afinitesine sahip bir glikoproteindir ve bu ona demir iyonlarını geniş bir aralıkta bağlama yeteneği verir. pH değeri.

Net bir pozitif yüke sahip olduğu ve çeşitli dokulara dağıldığı göz önüne alındığında, aşağıdaki gibi çeşitli fizyolojik işlevlerde yer alan çok işlevli bir proteindir:

- Bağırsak demir emiliminin düzenlenmesi

- Bağışıklık tepkisi süreçleri

- Vücudun antioksidan mekanizmaları

- Antikarsinojenik ve antiinflamatuvar bir ajan görevi görür

- Mikrobiyal enfeksiyonlara karşı koruyucu bir ajandır

- Bir transkripsiyon faktörü olarak çalışır

- Proteazların inhibisyonunda rol oynar

- Antiviral, antifungal ve antiparaziter bir proteindir

- Aynı zamanda prokoagülan olarak çalışır ve ribonükleaz aktivitesine sahiptir.

- Kemik büyüme faktörüdür.

Laktoferrin ve bir E. coli sideroforunun yapısal temsili (Kaynak: W. Henley, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Mikrobiyal enfeksiyonlarla mücadelede laktoferrin iki şekilde etki eder:

- Enfeksiyon bölgelerinde demirin tutulması (bulaşıcı mikroorganizmalarda beslenme yetersizliğine neden olur, bakteriyostatik görevi görür) veya

- Enfeksiyöz ajanla doğrudan etkileşime girerek hücre lizizine neden olabilir.

Farmakolojik kullanımlar

Laktoferrin, doğrudan inek sütünden saflaştırılarak elde edilebilir, ancak diğer modern sistemler, kolay, hızlı ve ekonomik büyüme ile farklı organizmalarda rekombinant bir protein olarak üretilmesine dayanmaktadır.

Bazı ilaçlarda aktif bir bileşik olan bu protein, mide ve bağırsak ülserlerinin yanı sıra ishal ve hepatit C'nin tedavisinde kullanılır.

Bakteriyel ve viral kaynaklı enfeksiyonlara karşı, ayrıca kanser gibi bazı patolojilerin önlenmesinde bağışıklık sisteminin uyarıcısı olarak kullanılmaktadır.

İnsan vücudundaki laktoferrin kaynakları

Bu proteinin ekspresyonu başlangıçta embriyonik gelişimin iki ve dört hücre aşamasında ve daha sonra blastosist aşamasında implantasyon zamanına kadar tespit edilebilir.

Daha sonra nötrofillerde ve oluşumdaki sindirim ve üreme sistemlerinin epitel hücrelerinde görülür.

Bu proteinin sentezi miyeloid ve salgı epitelinde gerçekleştirilir. Yetişkin bir insanda en yüksek laktoferrin ekspresyonu anne sütü ve kolostrumda tespit edilir.

Ayrıca rahim, seminal ve vajinal sıvılar, tükürük, safra, pankreas suyu, ince bağırsak salgıları, burun salgıları ve gözyaşları gibi pek çok mukoza salgısında da bulunabilir. Bu proteinin seviyelerinin hamilelik sırasında ve kadınlarda adet döngüsü sırasında değiştiği bulunmuştur.

2000 yılında, böbreklerde laktoferrin üretimi belirlendi, burada toplama tübüllerinden eksprese edildi ve salgılandı ve bunun distal kısmında yeniden emilebilir.

Yetişkin insanlardaki plazma laktoferrinin çoğu, spesifik ikincil granüllerde ve üçüncül granüllerde (daha düşük konsantrasyonlarda olmasına rağmen) depolandığı nötrofillerden gelir.

Referanslar

1. Adlerova, L., Bartoskova, A. ve Faldyna, M. (2008). Laktoferrin: bir inceleme. Veterinarni Medicina, 53 (9), 457-468.
2. Berlutti, F., Pantanella, F., Natalizi, T., Frioni, A., Paesano, R., Polimeni, A. ve Valenti, P. (2011). Laktoferrinin antiviral özellikleri - doğal bir bağışıklık molekülü. Moleküller, 16 (8), 6992-7018.
3. Brock, J. (1995). Laktoferrin: çok işlevli bir bağışıklık düzenleyici protein mi? Immunology today, 16 (9), 417-419.
4. Brock, JH (2002). Laktoferrin fizyolojisi. Biyokimya ve Hücre Biyolojisi, 80 (1), 1-6.
5. González-Chávez, SA, Arévalo-Gallegos, S. ve Rascón-Cruz, Q. (2009). Laktoferrin: yapı, işlev ve uygulamalar. Uluslararası antimikrobiyal ajanlar dergisi, 33 (4), 301-e1.
6. Levay, PF ve Viljoen, M. (1995). Laktoferrin: genel bir inceleme. Haematologica, 80 (3), 252-267.
7. Naot, D., Gray, A., Reid, IR ve Cornish, J. (2005). Laktoferrin - yeni bir kemik büyüme faktörü. Klinik Tıp ve Araştırma, 3 (2), 93-101.
8. Sanchez, L., Calvo, M. ve Brock, JH (1992). Laktoferrinin biyolojik rolü. Çocuklukta hastalık arşivleri, 67 (5), 657.