ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

2/2010

ALL THE BEST – TO CHILDREN

животных, составляет 60 % и более,

что указывает на его консервативную

структуру. В природе лактоферрин су#

ществует в двух формах: связанной

(холо#лактоферрин) и несвязанной

(апо#лактоферрин) с ионами железа.

Соотношение между этими формами

составляет примерно 1:5, что несет оп#

ределенную функциональную нагруз#

ку.

Кристаллографическое исследова#

ние различных форм лактоферрина

позволило определить строение желе#

зосвязывающего сайта, а также под#

робности процесса связывания ионов

железа с лактоферрином.

Молекула лактоферрина содержит

два активных центра связывания неге#

мового железа (Fe

), которые распо#

лагаются на двух функциональных до#

менах белка. Каждый ион железа ско#

ординирован четырьмя боковыми бел#

ковыми лигандами, а именно двумя

остатками тирозина, одним аспарагина

и одним гистидина вместе с экзоген#

ным карбонат#ионом. При связывании

железа глобулы меняют конформацию

и положение относительно друг друга с

закрытием междоменной ниши. В от#

личие от трансферрина, лактоферрин

является сильноосновным белком с pH

8–9.

Важное свойство лактоферрина со#

стоит в том, что он может псевдоспеци#

фически связывать множество кислых

молекул, таких как гепарин и различ#

ные молекулы клеточных мембран.

Константа связывания железа у лакто#

феррина значительно выше, чем у

трансферрина. Эти свойства, возмож#

но, указывают на физиологическую

роль лактоферрина, однако это трудно

доказать в связи со сложным обнару#

жением мембранных рецепторов кле#

ток.

Как оказалось, лактоферрин облада#

ет большим количеством фермента#

тивных свойств. Так, отмечена его про#

теолитическая, дезоксирибо# и рибо#

нуклеазная активность, обнаружена

ингибирующая активность лактофер#

рина по отношению к SH#протеиназе, а

также к некоторым полимеразам виру#

сов.

Местом синтеза лактоферрина мо#

лока, слюны, слез и других экскретов

считаются железистые клетки соответ#

ствующих эпителиальных тканей, а

лактоферрина сыворотки – нейтрофи#

лы. Установлены одинаковые физико#

химические свойства и иммунохими#

ческая идентичность экскреторного и

сывороточного лактоферрина.

Наиболее важные функции лакто#

феррина – противоинфекционная, им#

муномодуляторная, противовоспали#

тельная, антиоксидантная и регенера#

тивная.

Лактоферрин обладает бактериоста#

тической и бактериолитической актив#

ностями. Список прокариотических па#

тогенов, которые инактивируются лак#

тоферрином, постоянно пополняется.

Известно два механизма, с помощью

которых лактоферрин подавляет мик#

роорганизмы. Прежде всего, форма

лактоферрина, не содержащая ионов

железа, лишает патоген источника же#

леза, что приводит к угнетению роста

микрофлоры. В другом случае лакто#

феррин напрямую связывается с по#

верхностью микроорганизма, что при#

водит к нарушению проницаемости

мембраны микроба и его лизису.

Действие лактоферрина на вирусы

также возможно по двум механизмам:

прямое ингибирование внедрения ви#

руса путем его связывания с лактофер#

рином и блокирование рецепторных

участков мембран клеток#мишеней, не

позволяющее вирусу сорбироваться на

субстрате. Наряду с этим установлено,

что лактоферрин проявляет ингибитор#

ную активность к ключевому ферменту

ретровирусов – обратной транскрипта#

зе. В Японии в настоящее время лакто#

феррин успешно используют в терапии

хронических больных с вирусом гепа#

тита С.

Иммуномодуляторная функция лак#

тоферрина определяет его антиканце#

рогенную и антипатогенную актив#

ность. На моделях с животными пока#

зано, что лактоферрин редуцирует ме#

тастазы аденомы и карциномы легких,

мочевого пузыря, пищевода, прямой

кишки. Кроме того, лактоферрин уско#

ряет созревание Т#клеток и активирует

полиядерные лимфоциты, что приво#

дит к усилению клеточной иммунной

защиты против вирусов и токсинов.

Клинические испытания показывают,

что лактоферрин редуцирует воспали#

тельный процесс, вызываемый энтеро#

токсином. Установлено, что лактофер#

рин индуцирует синтез интерлейкина#

18 и интерферона гамма, которые яв#

ляются противовоспалительными ци#

токинами.

Необходимо отметить практическое

применение лактоферрина, основан#

ное на его антиоксидантных свойствах.

Помимо активации защитных механиз#

мов организма против воспалительных

процессов, лактоферрин сам является

мощным инактиватором токсинов раз#

личной природы, включая химические

радикалы. Экспериментально установ#

лено, что применение химио# и радио#

терапии при лечении злокачественных

опухолей на фоне инъекций лактофер#

рина позволяет полностью устранить

интоксикацию организма и провести

эффективную терапию без снижения

лекарственных и/или радиоактивных

доз.

Как было показано выше, лактофер#

рин активирует синтез интерлейкина#

18, который является ключевым цито#

кином на ранних этапах процессов за#

живления ран. Более того, лактофер#

рин непосредственно действует на

клетки фибробластов, а также активи#

рует синтез коллагена клетками кера#

тиноцитов. Присутствие лактоферрина

редуцирует поверхность поврежден#

ной ткани на 50 % уже через 6 ч. Бакте#

риальные инфекции, которые ингиби#

руют регенеративные процессы, пол#

ностью подавляются лактоферрином.

Однако, несмотря на подробное изу#

чение лактоферрина в течение многих

лет, его основная функция до сих пор

неясна. Необходимы дальнейшие ис#

следования.

Для производства лактоферрина в

промышленных масштабах используют

катионообменные смолы, на которых

этот белок адсорбируется и проще от#

деляется от сырья, так как большин#

ство других молочных белков являются

анионами. После удаления лактофер#

рина состав и физические характерис#

тики молока не изменяются и его мож#

но использовать как обычное. Ученые

из Института биологии гена РАН зада#

лись целью разработать технологию

производства полноценного челове#

ческого лактоферрина с помощью

трансгенных коз. Выбор в качестве ис#

точника получения этого белка молоч#

ных коз не случаен потому, что само по

себе козье молоко – исключительно

ценный и целебный продукт, обладаю#

щий высокой пищевой и биологичес#

кой ценностью, а также легкой усвояе#

мостью и гипоаллергенностью. Кроме

того, оно содержит уникальный комп#

лекс незаменимых биологически ак#

тивных веществ, крайне необходимых

человеку для укрепления его адаптаци#

онных возможностей. Использование

человеческих белков, по мнению раз#

работчиков, весьма перспективно, по#

скольку они безопасны, высокоэффек#

тивны, не вызывают аллергических ре#

акций, к ним не развивается привыка#

ние, как, например, к антибиотикам, а

некоторым из них просто не существует

адекватной замены.

На основании анализа обширной

информации можно заключить, что

пищевые нанотехнологии позволяют

рассматривать лактоферрин молока

как наночастицу, обладающую еще

недостаточно изученными биологи#

ческими свойствами различного ха#

рактера. Таким образом, эксперимен#

тальные исследования и разработка

перспективных методов производства

пищевых продуктов на основе нано#

технологий – одно из приоритетных

направлений современной науки и

техники.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека