LACTOFERRIN: CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2025

Các lactoferrin , còn được gọi là apolactoferrina hoặc lactotransferrin, là một glycoprotein được sản xuất bởi nhiều loài động vật có vú có khả năng ion ràng buộc và chuyển sắt (Fe3 +). Nó được tìm thấy trong phần lớn dịch cơ thể và có liên quan đến protein liên kết với sắt trong huyết tương được gọi là "transferrin".

Nó được Sorensen và Sorensen phân lập vào năm 1939 từ sữa bò, và gần 30 năm sau, vào năm 1960, Johannson xác định được sự hiện diện của nó trong sữa mẹ (tên của nó bắt nguồn từ việc phân loại nó là protein liên kết với sắt phong phú nhất trên thế giới). Sữa).

Cấu trúc lactoferrin (Nguồn: Lijealso qua Wikimedia Commons)

Nghiên cứu tiếp theo đã xác định lactoferrin trong các chất tiết của tuyến ngoại tiết khác như mật, dịch tụy và dịch tiết của ruột non, cũng như trong các hạt thứ cấp của bạch cầu trung tính, tế bào huyết tương thuộc hệ miễn dịch.

Protein này cũng được tìm thấy trong nước mắt, nước bọt, tinh dịch, dịch âm đạo, dịch tiết phế quản và mũi, và nước tiểu, mặc dù nó đặc biệt có nhiều trong sữa (đây là loại protein có nồng độ cao thứ hai sau casein) và sữa non.

Mặc dù ban đầu nó được coi chỉ đơn giản là một loại protein có hoạt tính kìm khuẩn trong sữa, nó là một loại protein có nhiều chức năng sinh học khác nhau, mặc dù không phải tất cả chúng đều liên quan đến khả năng chuyển các ion sắt.

Cấu trúc của lactoferrin

Lactoferrin, như đã đề cập, là một glycoprotein có trọng lượng phân tử khoảng 80 kDa, bao gồm 703 gốc axit amin có trình tự tương đồng tuyệt vời giữa các loài khác nhau. Nó là một loại protein cơ bản, tích điện dương và có điểm đẳng điện từ 8 đến 8,5.

Thùy N và Thùy C

Nó được tạo thành từ một chuỗi polypeptit đơn được gấp lại để tạo thành hai thùy đối xứng được gọi là thùy N (gốc 1-332) và thùy C (phần dư 344-703) chia sẻ 33-41% tương đồng với nhau.

Cả thùy N và thùy C đều được tạo thành từ các tấm gấp β và các vòng xoắn alpha, tạo thành hai miền trên mỗi thùy, miền I và miền II (C1, C2, N1 và N2).

Cả hai thùy được kết nối thông qua một vùng "bản lề" được cấu tạo bởi một chuỗi xoắn alpha giữa các gốc 333 và 343, giúp protein có tính linh hoạt phân tử cao hơn.

Phân tích trình tự axit amin của protein này cho thấy một số lượng lớn các vị trí tiềm năng cho quá trình glycosyl hóa. Mức độ glycosyl hóa rất thay đổi và xác định khả năng chống lại hoạt động của protease hoặc độ pH thấp đáng kể. Saccharide phổ biến nhất trong phần carbohydrate của nó là mannose, với khoảng 3% đường hexose và 1% hexosamine.

Mỗi thùy của lactoferrin có khả năng liên kết thuận nghịch với hai ion kim loại, hoặc sắt (Fe2 +, Fe3 +), đồng (Cu2 +), kẽm (Zn2 +), coban (Co3 +) hoặc mangan (Mn2 +), trong hợp lực với một ion bicacbonat.

Các phân tử khác

Nó cũng có thể liên kết, mặc dù với ái lực thấp hơn, với các phân tử khác như lipopolysaccharides, glycosaminoglycans, DNA và heparin.

Khi protein liên kết với hai ion sắt, nó được gọi là hololactoferrin, trong khi ở dạng "tự do", nó được gọi là apolactoferrin và khi nó chỉ liên kết với một nguyên tử sắt, nó được gọi là monoferric lactoferrin.

Apolactoferrin có cấu trúc mở, trong khi hololactoferrin có cấu hình đóng nên có khả năng chống lại sự phân giải protein cao hơn.

Các dạng lactoferrin khác

Một số tác giả mô tả sự tồn tại của ba dạng đồng phân của lactoferrin: α, β và γ. Dạng lactoferrin-α được biểu thị là dạng có khả năng liên kết với sắt và không có hoạt tính ribonuclease. Các dạng lactoferrin-β và lactoferrin-γ có hoạt tính ribonuclease, nhưng không có khả năng liên kết với các ion kim loại.

Đặc trưng

Lactoferrin là một glycoprotein có ái lực gắn với sắt cao hơn nhiều so với transferrin, một protein vận chuyển sắt trong huyết tương, mang lại cho nó khả năng liên kết với các ion sắt trong phạm vi rộng độ pH.

Do nó có điện tích dương thuần và được phân bố trong các mô khác nhau, nó là một protein đa chức năng có liên quan đến các chức năng sinh lý khác nhau như:

- Điều hòa hấp thu sắt ở ruột

- Quá trình đáp ứng miễn dịch

- Cơ chế chống oxy hóa của cơ thể

- Hoạt động như một chất chống ung thư và chống viêm

- Nó là một chất bảo vệ chống lại nhiễm trùng vi sinh vật

- Hoạt động như một yếu tố phiên mã

- Nó tham gia vào quá trình ức chế protease

- Nó là một loại protein kháng vi rút, kháng nấm và chống ký sinh trùng

- Nó cũng hoạt động như một chất tạo đông và có hoạt tính ribonuclease

- Nó là một yếu tố phát triển xương.

Biểu diễn cấu trúc của lactoferrin và một bờ bên của E. coli (Nguồn: W. Henley qua Wikimedia Commons)

Về cuộc chiến chống lại nhiễm trùng do vi sinh vật, lactoferrin hoạt động theo hai cách:

- Cô lập sắt tại các vị trí nhiễm trùng (gây ra sự thiếu hụt dinh dưỡng trong các vi sinh vật truyền nhiễm, hoạt động như một chất kìm hãm vi khuẩn) hoặc

- Tương tác trực tiếp với tác nhân lây nhiễm, có thể gây ly giải tế bào.

Sử dụng dược lý

Lactoferrin có thể được thu nhận trực tiếp bằng cách tinh chế từ sữa bò, nhưng các hệ thống hiện đại khác dựa trên sản xuất của nó như một protein tái tổ hợp ở các sinh vật khác nhau với tốc độ tăng trưởng kinh tế, nhanh chóng và dễ dàng.

Là một hợp chất hoạt động trong một số loại thuốc, protein này được sử dụng để điều trị loét dạ dày và ruột, cũng như tiêu chảy và viêm gan C.

Nó được sử dụng để chống lại các bệnh nhiễm trùng có nguồn gốc vi khuẩn và virus, ngoài ra, nó còn được sử dụng như một chất kích thích hệ thống miễn dịch để ngăn ngừa một số bệnh lý như ung thư.

Nguồn lactoferrin trong cơ thể con người

Sự biểu hiện của protein này có thể được phát hiện ban đầu trong giai đoạn tế bào thứ hai và bốn của sự phát triển phôi và sau đó là giai đoạn phôi nang, cho đến thời điểm làm tổ.

Sau đó, nó được chứng minh trong các bạch cầu trung tính và trong các tế bào biểu mô của hệ thống tiêu hóa và sinh sản đang hình thành.

Quá trình tổng hợp protein này được thực hiện trong biểu mô tủy và biểu mô bài tiết. Ở người trưởng thành, mức độ biểu hiện lactoferrin cao nhất được phát hiện trong sữa mẹ và sữa non.

Nó cũng có thể được tìm thấy trong nhiều chất tiết nhầy như dịch tử cung, tinh và âm đạo, nước bọt, mật, dịch tụy, dịch tiết từ ruột non, dịch mũi và nước mắt. Mức độ của protein này đã được phát hiện là thay đổi trong khi mang thai và trong chu kỳ kinh nguyệt ở phụ nữ.

Vào năm 2000, việc sản xuất lactoferrin trong thận đã được xác định, nơi nó được thể hiện và tiết ra qua các ống góp và có thể được tái hấp thu ở phần xa của cùng.

Hầu hết lactoferrin huyết tương ở người trưởng thành đến từ bạch cầu trung tính, nơi nó được lưu trữ trong các hạt thứ cấp cụ thể và trong các hạt bậc ba (mặc dù ở nồng độ thấp hơn).

Người giới thiệu

1. Adlerova, L., Bartoskova, A., & Faldyna, M. (2008). Lactoferrin: một đánh giá. Cựu chiến binh Medicina, 53 (9), 457-468.
2. Berlutti, F., Pantanella, F., Natalizi, T., Frioni, A., Paesano, R., Polimeni, A., & Valenti, P. (2011). Đặc tính kháng virus của lactoferrin-một phân tử miễn dịch tự nhiên. Phân tử, 16 (8), 6992-7018.
3. Brock, J. (1995). Lactoferrin: một loại protein điều hòa miễn dịch đa chức năng? Miễn dịch học ngày nay, 16 (9), 417-419.
4. Brock, JH (2002). Sinh lý của lactoferrin. Hóa sinh và Sinh học tế bào, 80 (1), 1-6.
5. González-Chávez, SA, Arévalo-Gallegos, S., & Rascón-Cruz, Q. (2009). Lactoferrin: cấu trúc, chức năng và ứng dụng. Tạp chí quốc tế về các chất kháng khuẩn, 33 (4), 301-e1.
6. Levay, PF, & Viljoen, M. (1995). Lactoferrin: một đánh giá chung. Haematologica, 80 (3), 252-267.
7. Naot, D., Grey, A., Reid, IR, & Cornish, J. (2005). Lactoferrin - một yếu tố phát triển xương mới. Nghiên cứu & Y học lâm sàng, 3 (2), 93-101.
8. Sanchez, L., Calvo, M., & Brock, JH (1992). Vai trò sinh học của lactoferrin. Tài liệu lưu trữ về bệnh tật ở thời thơ ấu, 67 (5), 657.