Минорные белки

        Помимо взаимодействия с клеточными рецепторами, лактоферрин напрямую связывается с вирусными частицами и препятствует их проникновению в клетки. Это подтверждается наличием антивирусного действия белка против ротавирусов для которых клеточными рецепторами являются углеводные остатки, отличающиеся по составу от гликозаминогликанов. Кроме того, было показано взаимодействие лактоферрина с белками оболочки вируса гепатита. Последним моментом в развитии антивирусной активности белка является ингибирование вирусной репликации уже после попадания вируса в клетку. Такое непрямое противовирусное влияние осуществляется за счет регуляции синтеза натуральных киллеров, гранулоцитов и макрофагов -– клеток, которые играют решающую роль на ранних стадиях развития вирусной инфекции. Методами ПЦР в реальном времени и при помощи ДНК-микрочипов показано повышение экспрессии гена лактоферрина при тяжелом остром респираторном синдроме (SARS).

     Антигрибковая активность

     Показано, что лактоферрин и лактоферрицин ингибируют in vitro рост Trichophyton mentagrophytes, который вызывает ряд кожных заболеваний, например, стригущий лишай. Лактоферрин обладает активностью против Candida albicans—симбионтов, образующих колонии в слизистой оболочке ротовой полости здоровых людей. Тем не менее, этот вид является основным грибковым патогеном у людей с оппортунистическими инфекциями ротовой полости и организма в целом, а также у иммуннодефицитных больных. Долгое время в качестве основного антигрибкового препарата против Candida albicans, использовали флюконазол, что привело к появлению штаммов, устойчивых к воздействию этого лекарства. Было показано, что лактоферрин в комплексе с флюконазолом обладает антигрибковой активностью против флюконазол-устойчивых штаммов Candida albicans, также других видов Candida: C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis и C. tropicalis. Антигрибковая активность наблюдается только в случае последовательной инкубации клеток Candida с лактоферрином, а потом с флюконазолом, но не наоборот. Лактоферрицин обладает антигрибковой активностью, превосходящей активность самого лактоферрина. В составе лактоферрицина изучали два пептида, содержащие 1-11 и 17-26 аминокислотные остатки лактоферрина. Синтетически синтезированный пептид 1-11 обладает гораздо большей активностью против Candida albicans, чем нативный ЛФ. Кроме того, показано, что пептид, содержащий 4-11 аминокислотные остатки, не вызывает гибели клеток Candida, что указывает на важность 1-4 аминокислот белка в проявления антигрибковой активности.    Исследования синтетического пептида 17-26 показали, что он стимулирует образование гидроксильных радикалов мышиными нейтрофилами и в комбинации с антигрибковым препаратом амфотерицином В защищает животных от летальных для них инфекций Candida albicans и Aspergillus fumigatus в гораздо большей степени, чем амфотерицин В один. Причем in vitro антигрибковая активность пептида была в 10 раз ниже, чем активность амфотерицина В.

      Оральное введение лактоферрина через питьевую воду мышам с ослабленным иммунитетом и симптомами стоматита приводило к значительному уменьшению числа Candida albicans в ротовой полости и размеров повреждения языка.] Показано, что оральное введение лактоферрина уменьшает количество патогенных организмов в тканях, близких к желудочно-кишечному тракту у нескольких моделей инфицированных животных. Более того, ВИЧ-инфицированные больные с Candida albicans, устойчивые к антигрибковым препаратам, полностью избавлялись от грибковой инфекции после введения смеси, содержащей лактоферрин, лизоцим и интроаконазол.

      В отличие от антивирусного и антибактериального действия лактоферрина, очень мало известно о противогрибковом механизме действия белка. Показано, что антигрибковая активность лактоферрина обеспечивается разрушением клеточной стенки и связыванием белка с плазматической мембраной C. albicans. Действие лактоферрина на C. albicans in vitro приводит к изменению мембранного потенциала и закислению цитоплазмы клеток Candida, что говорит о прямом или косвенном взаимодействии лактоферрина с плазматической мембраной.

Поскольку лактоферрин позволяет минимизировать концентрации лекарств, при которых происходит эффективное лечение грибковых инфекций, возможно его использование совместно с противогрибковыми препаратами в терапии заболеваний, вызываемых штаммами с лекарственной устойчивостью. Синергическое действие лактоферрина с антибиотиками, антигрибковыми и антибактериальными препаратами против патогенных микроорганизмов может быть очень эффективным. Кроме того, использование лактоферрина, который является одним из факторов неспецифической защиты в слюне, позволяет уменьшить распространение флюконазол-устойчивых видов Candida среди людей с ослабленной иммунной системой, в частности среди больных СПИДом.

     Взаимодействие с нуклеиновыми кислотами

     Взаимодействие белков c ДНК является объектом многочисленных исследований, направленных на рассмотрение механизмов, контролирующих экспрессию генов. Поэтому одним из важных свойств лактоферрина считают его способность связываться с нуклеиновыми кислотами. Обнаружено, что фракция белка, выделенного из молока, содержит 3.3 % РНК, кроме того, при взаимодействии с одноцепочечной и двуцепочечной ДНК белок предпочтительнее связывается с двуцепочечной ДНК. Взаимодействие лактоферрина с ДНК частично ингибировалось добавлением антител к ДНК, полученных из плазмы крови больных системной красной волчанкой.

      Способность лактоферрина связывать ДНК активно используется многими исследователями для выделения и очистки белка с помощью аффинной хроматографии на колонках с иммобилизованными ДНК-содержащими сорбентами. Была предложена методика выделения лактоферрина из молочной плазмы на агарозе с иммобилизованной одноцепочечной ДНК. При выделении белка из мочи новорожденных на этом сорбенте было обнаружено, что при прохождении через желудочно-кишечный тракт кроме неповрежденного лактоферрина (78 кДа) образуются два фрагмента 51 и 39 кДа, которые также связывают ДНК.

     Ферментативные активности лактоферрина

     Лактоферрин гидролизует РНК и проявляет свойства пиримидин-специфических секреторных рибонуклеаз.

     Сравнительный анализ данных рентгеноструктурного анализа лактоферрина и комплекса РНКазы А с аналогом субстрата 2’-5’ CpG в совокупности с анализом гомологии первичной последовательности этих двух белков показал наличие в молекуле лакоферрина структурных мотивов, подобных активному центру белков суперсемейства РНКазы А. Используя метод молекулярного моделирования, был проведен анализ топографии потенциального активного центра лактоферрина по аналогии с таковым для РНКазы А. Кандидатами на роль ключевых аминокислотных остатков РНК-гидролизующего центра лактоферрина являются остатки аминокислот His-91, His-246 и Lys-237, которые находятся в оптимальной для катализа ориентации к другим ближайшим остаткам в возможном активном центре. Субстрат-связывающий участок образуют Asp-244, Lys-241 и Thr-90. Таким образом, потенциальный РНКазный центр лактоферрина расположен в междоменной области белка.

     Способность лактоферрина гидролизовать РНК открывает ещё один аспект функций белка в организме, так как показано, что РНКазы молока путем разрушения РНК-генома ингибируют обратную транскрипцию ретровирусов, вызывающих рак молочной железы у мышей. Было показано, что у женщин группы Парси в Западной Индии уровень РНКаз молока заметно ниже такового в остальных группах, а частота заболеваемости раком молочной железы превышает в три раза среднестатистическую заболеваемость. Таким образом, можно предположить, что РНКазы молока и лактоферрин в частности играют важную роль в патогенезе заболеваний, вызываемых различными ретровирусами.

     Также было показано, что изоформы лактоферрина обладают нуклеазными и фосфатазными активностями. Гидролиз олигодезоксирибонуклеотидов лактоферрином протекал значительно медленнее, чем высокомолекулярных ДНК-субстратов. Исследуемая фракция белка не содержала ионов железа. Оптимальное значение pH реакционной смеси при гидролизе ДНК оценено близким 7.0-7.5. Эта величина значительно превышает значение рН оптимума других известных ДНКаз (5.0-5.5 у ДНКазы II крови человека). Кроме того по таким свойствам, как активация каталитической функции низкомолекулярными эффекторами и ионами металлов, лактоферрин существенно отличается от других ферментов с ДНКазной активностью.

     Была показана нуклеотид-гидролизующая активность препаратов лактоферрина. Лактоферрину, помимо АТРазной активности, принадлежит активность, отщепляющая фосфатную группу от любых рибо- и дезоксирибонуклеозид- моно-, ди- и трифосфатов. Лактоферрин обладает свойствами неспецифической нуклеозид-5’-моно-, ди- и трифосфатфосфатазы, которую назвали нуклеотидфосфатазой.[42] При этом скорости дефосфорилирования нуклеотидов ниже, чем для классических АТРаз и нуклеозидаз, но сравнимы с таковыми или даже выше, чем для других широко распространенных ферментов, типа эндонуклеаз рестрикции. Показано, что АТР-гидролизующая активность является железонезависимым свойством белка, а конформационные перестройки, вызванные координацией ионов железа, не влияют на АТРазный центр молекулы.

      Показано, что не разделенные на изоформы препараты лактоферрина разных доноров гидролизовали только 4,6-этилиден(G7)-п-нитрофенил-(G1)-a,D-мальтогептаозид, но не другие олигосахариды с иными связями между моносахаридными остатками (целлобиоза, лактоза, сахароза).[42] Препараты лактоферрина катализировали гидролиз мальтогептаозида с Km = (2.0±0.9) мМ. В целом эта величина Km для мальтогептаозида сопоставима или даже выше, чем таковые для α-амилазы (0.2-5 мМ) и каталитически активных антител молока и крови больных аутоиммунными заболеваниями (~ 10−4 М).

      Гены лактоферрина

Изучено 60 последовательностей генов лактоферрина 11 видов млекопитающих. У большинства видов, стоп-кодоном является TAA, и TGA у Mus musculus. Кодирующая часть из-за делеций, инсерций, а также мутаций стоп-кодонов значительно отличается и имеет длину от 2,055 до 2,190 пар нуклеотидов. Полиморфизм генов между видами существенно превышает внутривидовой полиморфизм лактоферрина. Обнаружены отличия в аминокислотных последовательностях: 8 у Homo sapiens, 6 у Mus musculus, 6 у Capra hircus, 10 у Bos taurus, и 20 в случае Sus scrofa. Такой разброс может свидетельствовать о функциональных отличиях лактоферринов разных видов.

      У человека ген лактоферрина LTF располагается на третьей хромосоме, в локусе 3q21-q23.

У быка кодирующая последовательность состоит из 17 экзонов и имеет длину около 34,5 тысяч пар нуклеотидов. Экзоны гена лактоферрина быка имеют сходный размер с экзонами других генов семейства трансферринов, в то время как размеры интронов внутри семейства отличаются. Эволюционное сходство размеров экзонов и их распределения в доменах белковой молекулы указывает на то, что ген лактоферрина произошёл путем дупликации. Последовательность промотороного участка гена лактоферрина быка не имеет некоторых участков связывания энхансеров транскрипции по сравнению с соответствующии последовательностями гена лактоферрина человека и мыши, что объясняет относительно низкую экспрессию гена лактоферрина у быка.

      Изучение полиморфизма генов, кодирующих лактоферрин, может способствовать выведению пород сельскохозяйственных животных, устойчивых к маститу.

     Рецептор лактоферрина

Рецептор лактоферрина играет важную роль в процессе интернализации лактоферрина и облегчает абсорбцию ионов железа, связанных с лактоферрином. Методом количественной ПЦР было показано повышение экспрессии рецептора лактоферрина с возрастом в двенадцатиперстной кишке и снижение экспрессии в тощей кишке.

                        Список использованной литературы

1. Бабина С.Е., Канышкова Т.Г., Бунева В.Н., Невинcкий Г.А. Лактоферрин – дезоксирибонуклеаза человеческого молока. Биохимия. 2004.
2. Алимжанова Л.В. Молочное дело Учебник. — Акмола 1997
3. Буйлова Л.А. Технология консервов - продуктов переработки молока Вологда–Молочное: ИЦ ВГМХА, 2010
4. Догарева Н.Г. Технология молока и молочных продуктов
5. Крусь Г.Н., Храмцов А.Г., Волокитина З.В., Карпычев С.В. Технология молока и молочных продуктов М.: КолосС, 2008.