락토페린: 두 판 사이의 차이

위키백과, 우리 모두의 백과사전.
입체적으로 역사 찾아보기
← 이전 편집다음 편집 →
내용 삭제됨 내용 추가됨
시각위키텍스트
LR0725 (토론 | 기여)
관리자
67,536 편집
LR0725 (토론 | 기여)
관리자
67,536 편집
24번째 줄: 24번째 줄:


락토페린은 철과 결합하여 불그스름한 복합체를 형성한다. 철에 대한 락토페린의 친화성은 트랜스페린보다 300배 더 크다.<ref name="pmid6770907">{{Cite journal |vauthors=Mazurier J, Spik G |date=May 1980 |title=Comparative study of the iron-binding properties of human transferrins. I. Complete and sequential iron saturation and desaturation of the lactotransferrin |journal=Biochimica et Biophysica Acta |volume=629 |issue=2 |pages=399–408 |doi=10.1016/0304-4165(80)90112-9 |pmid=6770907}}</ref> 약산성 용액에서는 친화성이 증가한다. 따라서 [[염증]]이 생기면 [[젖산]]과 다른 산들이 축적되어 조직의 [[수소 이온 농도 지수|pH]]가 감소하면서 철 이온이 트렌스페린에서 락토페린으로 이동하는 것을 촉진한다.<ref name="Sousa">{{Cite book |title=Iron in immunity, cancer, and inflammation |vauthors=Broc JH, De Sousa M |publisher=Wiley |year=1989 |isbn=978-0-471-92150-9 |location=New York}}</ref> [[모유]]의 락토페린에서 포화 철 농도는 10-30%로 추정된다. (100%는 모든 락토페린 분자가 2개의 철 원자와 결합한 상태를 뜻한다.) 락토페린은 철, 아연, 구리의 이동뿐만 아니라 이들의 섭취를 조절하는 데에도 관여한다.<ref name="pmid1581301">{{Cite journal |vauthors=Shongwe MS, Smith CA, Ainscough EW, Baker HM, Brodie AM, Baker EN |date=May 1992 |title=Anion binding by human lactoferrin: results from crystallographic and physicochemical studies |journal=Biochemistry |volume=31 |issue=18 |pages=4451–8 |doi=10.1021/bi00133a010 |pmid=1581301}}</ref> 아연과 구리 이온이 적게 존재할 때는 락토페린의 철 결합 능력에 영향을 미치지 않으며 오히려 높여 주기도 한다.
락토페린은 철과 결합하여 불그스름한 복합체를 형성한다. 철에 대한 락토페린의 친화성은 트랜스페린보다 300배 더 크다.<ref name="pmid6770907">{{Cite journal |vauthors=Mazurier J, Spik G |date=May 1980 |title=Comparative study of the iron-binding properties of human transferrins. I. Complete and sequential iron saturation and desaturation of the lactotransferrin |journal=Biochimica et Biophysica Acta |volume=629 |issue=2 |pages=399–408 |doi=10.1016/0304-4165(80)90112-9 |pmid=6770907}}</ref> 약산성 용액에서는 친화성이 증가한다. 따라서 [[염증]]이 생기면 [[젖산]]과 다른 산들이 축적되어 조직의 [[수소 이온 농도 지수|pH]]가 감소하면서 철 이온이 트렌스페린에서 락토페린으로 이동하는 것을 촉진한다.<ref name="Sousa">{{Cite book |title=Iron in immunity, cancer, and inflammation |vauthors=Broc JH, De Sousa M |publisher=Wiley |year=1989 |isbn=978-0-471-92150-9 |location=New York}}</ref> [[모유]]의 락토페린에서 포화 철 농도는 10-30%로 추정된다. (100%는 모든 락토페린 분자가 2개의 철 원자와 결합한 상태를 뜻한다.) 락토페린은 철, 아연, 구리의 이동뿐만 아니라 이들의 섭취를 조절하는 데에도 관여한다.<ref name="pmid1581301">{{Cite journal |vauthors=Shongwe MS, Smith CA, Ainscough EW, Baker HM, Brodie AM, Baker EN |date=May 1992 |title=Anion binding by human lactoferrin: results from crystallographic and physicochemical studies |journal=Biochemistry |volume=31 |issue=18 |pages=4451–8 |doi=10.1021/bi00133a010 |pmid=1581301}}</ref> 아연과 구리 이온이 적게 존재할 때는 락토페린의 철 결합 능력에 영향을 미치지 않으며 오히려 높여 주기도 한다.

=== 중합체 형태 ===
혈장과 분비액에서의 락토페린은 [[단량체]]에서 [[사량체]]까지 다양한 형태의 중합체로 존재한다. [[생체내]](''in vivo'')와 [[생체외]](''in vitro'')에서 모두 중합체화되는 경향이 있으며 특히 높은 농도에서 더 그런 경향이 크다.<ref Name=Sousa /> 몇몇 연구에서는 생리학적 조건에서 락토페린의 주된 형태는 사량체 형태로, 단백질 농도가 10<sup>-5</sup> M.일 때 단량체:사량체 비가 1:4 정도로 나타난다는 것을 알아냈다.<ref name="Bennett">{{Cite journal |vauthors=Bennett RM, Davis J |date=January 1982 |title=Lactoferrin interacts with deoxyribonucleic acid: a preferential reactivity with double-stranded DNA and dissociation of DNA-anti-DNA complexes |journal=The Journal of Laboratory and Clinical Medicine |volume=99 |issue=1 |pages=127–38 |pmid=6274982}}</ref><ref name="pmid6979357">{{Cite journal |vauthors=Bagby GC, Bennett RM |date=July 1982 |title=Feedback regulation of granulopoiesis: polymerization of lactoferrin abrogates its ability to inhibit CSA production |journal=Blood |volume=60 |issue=1 |pages=108–12 |doi=10.1182/blood.V60.1.108.108 |pmid=6979357 |doi-access=free}}</ref><ref name="pmid7762423">{{Cite book |title=Lactoferrin Structure and Function |vauthors=Mantel C, Miyazawa K, Broxmeyer HE |year=1994 |isbn=978-0-306-44734-1 |series=Advances in, Experimental Medicine and Biology |volume=357 |pages=121–32 |chapter=Physical characteristics and polymerization during iron saturation of lactoferrin, a myelopoietic regulatory molecule with suppressor activity |doi=10.1007/978-1-4615-2548-6_12 |pmid=7762423}}</ref>


== 참고 문헌 ==
== 참고 문헌 ==

2022년 7월 16일 (토) 18:09 판

LTF
사용 가능한 구조
PDB동원체 검색: PDBe RCSB
식별자
다른 이름LTF, GIG12, HEL110, HLF2, LF, lactotransferrin
외부 IDOMIM: 150210 MGI: 96837 HomoloGene: 1754 GeneCards: LTF
RNA 발현 패턴
Bgee
인간쥐(동원체)
최상위 발현
  • 기관

  • 해면뼈

  • 귀밑샘

  • 골수세포

  • 날문

  • 정낭

  • 부고환몸통

  • 유관

  • 가슴샘

  • 작은침샘
최상위 발현
  • 눈물샘

  • 자궁경부

  • 후각상피

  • 귀밑샘

  • 혀의 윗면

  • 넙다리뼈

  • 넙다리뼈몸통

  • 기관

  • 간오른엽

  • 발목관절
추가 참조 발현 데이터
BioGPS
n/a
위키데이터
인간 보기/편집쥐 보기/편집

락토페린(lactoferrin, LF) 또는 락토트랜스페린(lactotransferrin, LTF)은 트랜스페린 패밀리에 속하는 단백질로 다양한 기능을 수행한다. 락토페린은 구상의 당단백질로 분자량은 대략 80kDa이다. 젖, 타액, 눈물, 코 분비물 등의 다양한 분비액에 광범위하게 존재하며 과립구의 이차 과립에도 들어 있다. 일부 샘꽈리세포에 의해서도 분비된다. 락토페린을 얻는 방법으로는 젖에서 정제를 거치거나 재조합을 이용하는 방법이 있다. 사람의 초유(분만 후 얼마 되지 않은 시기의 모유)에서 농도가 가장 높으며, 그 뒤를 사람의 모유와 우유(150mg/L)가 따른다.[5]

락토페린은 면역계의 일부로서 항미생물 활성을 가지며 주로 점액에서 선천면역계의 구성원으로서의 역할을 수행한다.[5] 특히 신생아에서 살균 능력을 갖출 수 있도록 한다.[6][7] 락토페린이 상호작용하는 물질로는 DNA, RNA, 다당류, 헤파린이 있으며 이러한 리간드들과 복합체를 이뤄 생물학적 기능을 수행하기도 한다. 락토페린 보충을 통해 호흡기 감염의 위험을 줄일 수 있다는 사실이 무작위 대조 시험들의 메타 분석을 통해 알려져 있다.[8] 그러나 영양 보충제는 의약품과 같은 엄격한 규제 절차의 대상이 아니기 때문에 온라인상에서 판매되는 보충제의 품질은 문제가 될 여지가 있다.[9]

역사

소의 젖에 철을 포함하고 있는 붉은색의 단백질이 나타난다는 것은 1939년부터 보고되었으나[10] 충분한 순도로 추출할 수 없었기 때문에 제대로 특징 지을 수는 없었다. 이 단백질에 대해 이루어진 첫 상세한 연구는 1960년 전후로 이루어졌다. 이 연구에서는 분자량, 등전점, 광흡수 스펙트럼에 관한 정보와 단백질 분자당 철 원자 두 개가 존재한다는 사실을 밝혀냈다.[11][12] 우유에서 추출해냈으며 철을 포함하고 있고, 구조적으로나 화학적으로 혈청 내 트랜스페린과 비슷했기 때문에 1961년 이름이 락토페린으로 정해졌다. 좀 더 이른 시기의 자료에서는 락토트랜스페린이라는 이름도 사용되었다. 이후의 연구들에서는 락토페린이 우유에만 존재하는 것이 아니라는 사실을 알아냈다. 락토페린의 항미생물 작용 역시 1961년에 알려졌으며, 이 작용이 철에 결합하는 락토페린의 능력과 관련이 있다는 것을 밝혔다.[13]

구조

락토페린 유전자

11종의 포유류에서 최소 60개의 락토페린 유전자 서열이 알려져 있다.[14] 대부분의 종에서 종결 코돈은 TAA이며 생쥐(Mus musculus)에서는 TGA이다. 종결 코돈 삭제, 삽입, 돌연변이는 암호화 부분에 영향을 미치며 암호화 부분의 길이는 2,055 ~ 2,190 뉴클레오타이드 쌍 사이에서 달라진다. 종 간의 유전자 다형성은 종 내의 락토페린 다형성보다 훨씬 더 다양하다. 아미노산 서열에도 차이가 있는데, 사람에서는 8개, 생쥐에서는 6개, 염소(Capra hircus)에서는 6개, 소(Bos taurus)에서는 10개, 멧돼지(Sus scrofa)에서는 20개이다. 이런 변이는 서로 다른 종류의 락토페린 간의 기능적 차이를 나타내는 것일 수 있다.[14]

사람의 락토페린 유전자 LTF는 3번 염색체의 3q21-q23 유전자자리에 위치하고 있다. 황소의 경우 암호화 서열은 17개의 엑손으로 구성되어 있으며 길이는 대략 뉴클레오타이드 34,500쌍이다. 황소의 락토페린 유전자를 구성하는 엑손은 트랜스페린 패밀리에 속하는 다른 유전자들의 엑손과 그 크기가 비슷하지만, 인트론의 크기는 다르다. 엑손 크기와 각각의 엑손이 단백질 분자의 도메인에 분포하는 양상이 비슷하다는 사실은 락토페린 유전자의 진화적 발달이 복제를 통해 일어났다는 것을 시사한다.[15] 락토페린 암호화 유전자의 다형성에 대한 연구는 유선염에 저항성을 가지는 가축 품종을 선별하는 데에 도움이 된다.[16]

분자 구조

락토페린은 철을 세포 내로 이동시키며 혈중 철 농도와 바깥으로의 분비량을 조절하는 트렌스페린 단백질의 일종이다. 사람과 다른 포유류의 젖,[12] 혈장, 호중구에 들어 있으며 포유류의 거의 모든 외분비액(타액, 쓸개즙, 눈물, 이자액 등)에 포함되어 있는 주요 단백질이다.[17] 젖에 들어 있는 락토페린의 농도는 초유에서는 7g/L, 성숙유에서는 1g/L까지 다르게 나타난다.

X선 회절을 통해 락토페린이 700개 정도의 아미노산을 포함하고 있는 하나의 폴리펩타이드 사슬에 기본을 두고, 상동인 두 개의 구상 도메인인 N-lobe, C-lobe를 형성하고 있다는 것을 알 수 있다. N-lobe는 아미노산 잔기 1-333에, C-lobe는 345-692에 대응하며 두 도메인은 짧은 알파 나선에 의해 연결되어 있다.[18][19] 각각의 lobe는 두 개의 서브도메인(N1, N2와 S1, S2)으로 구성되어 있으며, 서브도메인 하나당 하나의 철 결합 부위와 하나의 글리코실화 부위를 가지고 있다. 단백질의 글리코실화 정도는 달라질 수 있으며, 따라서 락토페린의 분자량도 76 ~ 80kDa 사이에서 달라진다. 락토페린의 안정성은 글리코실화 정도가 높아질수록 커진다.[20]

락토페린의 등전점은 8.7로 염기성 단백질에 속한다. 철이 풍부한 홀로락토페린과 철을 포함하지 않고 있는 아포락토페린의 두 가지 형태로 존재한다. 두 형태의 삼차 구조가 다른데, 아포락토페린은 N-lobe의 열린 형태와 C-lobe의 닫힌 형태가 특징적이다. 반면 홀로락토페린은 두 lobe가 모두 닫힌 형태이다.[21]

각 락토페린 분자는 철, 아연, 구리, 기타 다른 금속 이온 두 개와 가역적으로 결합할 수 있다.[22] 결합 부위는 두 개의 구상 도메인에 각각 하나씩 존재한다. 이온 하나는 여섯 개의 리간드와 결합한다. 여섯 개 중 네 개는 폴리펩타이드 사슬에 위치(두 개의 타이로신 잔기, 한 개의 히스티딘 잔기, 한 개의 아스파르트산 잔기)하고 두 개는 탄산이나 중탄산염 이온이다.

락토페린은 철과 결합하여 불그스름한 복합체를 형성한다. 철에 대한 락토페린의 친화성은 트랜스페린보다 300배 더 크다.[23] 약산성 용액에서는 친화성이 증가한다. 따라서 염증이 생기면 젖산과 다른 산들이 축적되어 조직의 pH가 감소하면서 철 이온이 트렌스페린에서 락토페린으로 이동하는 것을 촉진한다.[24] 모유의 락토페린에서 포화 철 농도는 10-30%로 추정된다. (100%는 모든 락토페린 분자가 2개의 철 원자와 결합한 상태를 뜻한다.) 락토페린은 철, 아연, 구리의 이동뿐만 아니라 이들의 섭취를 조절하는 데에도 관여한다.[25] 아연과 구리 이온이 적게 존재할 때는 락토페린의 철 결합 능력에 영향을 미치지 않으며 오히려 높여 주기도 한다.

중합체 형태

혈장과 분비액에서의 락토페린은 단량체에서 사량체까지 다양한 형태의 중합체로 존재한다. 생체내(in vivo)와 생체외(in vitro)에서 모두 중합체화되는 경향이 있으며 특히 높은 농도에서 더 그런 경향이 크다.[24] 몇몇 연구에서는 생리학적 조건에서 락토페린의 주된 형태는 사량체 형태로, 단백질 농도가 10-5 M.일 때 단량체:사량체 비가 1:4 정도로 나타난다는 것을 알아냈다.[26][27][28]

참고 문헌

  1. ↑ 가 나 다 GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000012223 - 앙상블, May 2017
  2. ↑ 가 나 다 GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000032496 - 앙상블, May 2017
  3. ↑ “Human PubMed Reference:”. 《National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine》. 
  4. ↑ “Mouse PubMed Reference:”. 《National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine》. 
  5. ↑ 가 나 Sánchez L, Calvo M, Brock JH (May 1992). “Biological role of lactoferrin”. 《Archives of Disease in Childhood》 67 (5): 657–61. doi:10.1136/adc.67.5.657. PMC 1793702. PMID 1599309. 
  6. ↑ Levin RE, Kalidas S, Gopinadhan P, Pometto A (2006). 《Food biotechnology》. Boca Raton, FL: CRC/Taylor & Francis. 1028쪽. ISBN 978-0-8247-5329-0. 
  7. ↑ Pursel VG (1998). 〈Modification of Production Traits〉. Clark AJ. 《Animal Breeding: Technology for the 21st Century (Modern Genetics)》. Boca Raton: CRC. 191쪽. ISBN 978-90-5702-292-0. 
  8. ↑ Ali AS, Hasan SS, Kow CS, Merchant HA (October 2021). “Lactoferrin reduces the risk of respiratory tract infections: A meta-analysis of randomized controlled trials”. 《Clinical Nutrition ESPEN》 45: 26–32. doi:10.1016/j.clnesp.2021.08.019. PMID 34620326. S2CID 238475090. 
  9. ↑ “Lactoferrin supplements could aid in the recovery of COVID19 & other Respiratory Tract Infections”. 《EurekAlert!》 (영어). 2022년 2월 18일에 확인함. 
  10. ↑ M. Sorensen and S. P. L. Sorensen, Compf. rend. trav. lab. Carlsberg (1939) 23, 55, cited by Groves (1960)
  11. ↑ Groves ML (1960). “The Isolation of a Red Protein from Milk”. 《Journal of the American Chemical Society》 82 (13): 3345. doi:10.1021/ja01498a029. 
  12. ↑ 가 나 Johansson B, Virtanen AI, Tweit RC, Dodson RM (1960). “Isolation of an iron-containing red protein from human milk” (PDF). 《Acta Chem. Scand.》 14 (2): 510–512. doi:10.3891/acta.chem.scand.14-0510. 
  13. ↑ Naidu AS (2000). 《Lactoferrin: natural, multifunctional, antimicrobial》. Boca Raton: CRC Press. 1–2쪽. ISBN 978-0-8493-0909-0. 
  14. ↑ 가 나 Kang JF, Li XL, Zhou RY, Li LH, Feng FJ, Guo XL (June 2008). “Bioinformatics analysis of lactoferrin gene for several species”. 《Biochemical Genetics》 46 (5–6): 312–22. doi:10.1007/s10528-008-9147-9. PMID 18228129. S2CID 952135. 
  15. ↑ Seyfert HM, Tuckoricz A, Interthal H, Koczan D, Hobom G (June 1994). “Structure of the bovine lactoferrin-encoding gene and its promoter”. 《Gene》 143 (2): 265–9. doi:10.1016/0378-1119(94)90108-2. PMID 8206385. 
  16. ↑ O'Halloran F, Bahar B, Buckley F, O'Sullivan O, Sweeney T, Giblin L (January 2009). “Characterisation of single nucleotide polymorphisms identified in the bovine lactoferrin gene sequences across a range of dairy cow breeds”. 《Biochimie》 91 (1): 68–75. doi:10.1016/j.biochi.2008.05.011. PMID 18554515. 
  17. ↑ Birgens HS (April 1985). “Lactoferrin in plasma measured by an ELISA technique: evidence that plasma lactoferrin is an indicator of neutrophil turnover and bone marrow activity in acute leukaemia”. 《Scandinavian Journal of Haematology》 34 (4): 326–31. doi:10.1111/j.1600-0609.1985.tb00757.x. PMID 3858982. 
  18. ↑ Baker HM, Anderson BF, Kidd RD, Shewry SC, Baker EN (2000). 〈Lactoferrin three-dimensional structure: a framework for interpreting function〉. Shimazaki K. 《Lactoferrin: structure, function, and applications: proceedings of the 4th International Conference on Lactoferrin: Structure, Function, and Applications, held in Sapporo, Japan, 18–22 May 1999》. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-444-50317-6. 
  19. ↑ Baker EN, Baker HM (November 2005). “Molecular structure, binding properties and dynamics of lactoferrin”. 《Cellular and Molecular Life Sciences》 62 (22): 2531–9. doi:10.1007/s00018-005-5368-9. PMID 16261257. S2CID 218464085. 
  20. ↑ Håkansson A, Zhivotovsky B, Orrenius S, Sabharwal H, Svanborg C (August 1995). “Apoptosis induced by a human milk protein”. 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》 92 (17): 8064–8. Bibcode:1995PNAS...92.8064H. doi:10.1073/pnas.92.17.8064. PMC 41287. PMID 7644538. 
  21. ↑ Jameson GB, Anderson BF, Norris GE, Thomas DH, Baker EN (November 1998). “Structure of human apolactoferrin at 2.0 A resolution. Refinement and analysis of ligand-induced conformational change”. 《Acta Crystallographica Section D》 54 (Pt 6 Pt 2): 1319–35. doi:10.1107/S0907444998004417. PMID 10089508. 
  22. ↑ Levay PF, Viljoen M (1995). “Lactoferrin: a general review”. 《Haematologica》 80 (3): 252–67. PMID 7672721. 
  23. ↑ Mazurier J, Spik G (May 1980). “Comparative study of the iron-binding properties of human transferrins. I. Complete and sequential iron saturation and desaturation of the lactotransferrin”. 《Biochimica et Biophysica Acta》 629 (2): 399–408. doi:10.1016/0304-4165(80)90112-9. PMID 6770907. 
  24. ↑ 가 나 Broc JH, De Sousa M (1989). 《Iron in immunity, cancer, and inflammation》. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-92150-9. 
  25. ↑ Shongwe MS, Smith CA, Ainscough EW, Baker HM, Brodie AM, Baker EN (May 1992). “Anion binding by human lactoferrin: results from crystallographic and physicochemical studies”. 《Biochemistry》 31 (18): 4451–8. doi:10.1021/bi00133a010. PMID 1581301. 
  26. ↑ Bennett RM, Davis J (January 1982). “Lactoferrin interacts with deoxyribonucleic acid: a preferential reactivity with double-stranded DNA and dissociation of DNA-anti-DNA complexes”. 《The Journal of Laboratory and Clinical Medicine》 99 (1): 127–38. PMID 6274982. 
  27. ↑ Bagby GC, Bennett RM (July 1982). “Feedback regulation of granulopoiesis: polymerization of lactoferrin abrogates its ability to inhibit CSA production”. 《Blood》 60 (1): 108–12. doi:10.1182/blood.V60.1.108.108. PMID 6979357. 
  28. ↑ Mantel C, Miyazawa K, Broxmeyer HE (1994). 〈Physical characteristics and polymerization during iron saturation of lactoferrin, a myelopoietic regulatory molecule with suppressor activity〉. 《Lactoferrin Structure and Function》. Advances in, Experimental Medicine and Biology 357. 121–32쪽. doi:10.1007/978-1-4615-2548-6_12. ISBN 978-0-306-44734-1. PMID 7762423. 

외부 링크

원본 주소 "https://ko.wikipedia.org/w/index.php?title=락토페린&oldid=33004067"