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蛋白质类 乳铁蛋白

 

一、化学结构与理化性质

    乳铁蛋白(lactoferrin)是一类广泛存在于哺乳动物体内的天然糖蛋白,由一条分子量约为80000的多肽链和l~4个糖基组成。多肽链的一级结构由690个氨基酸组成,二级结构主要由α-螺旋和β-折叠组成,两者沿氨基酸顺序交替排列,来源与不同哺乳动物的乳铁蛋白空间结构相似,三级结构为在二级结构基础上折叠形成2个极为相似的、对称的球状叶,即N叶和C叶,中间由一段对蛋白酶敏感的α-螺旋连接,呈“2枚银杏叶型”结构,并主要依赖疏水键和Cys残基间形成的二硫键等一些次级键维持乳铁蛋白空间结构的稳定。

 

乳铁蛋白的蛋白飘带结构

 

    乳铁蛋白属于碱性蛋白,具有较高的等电点。蛋白表面具有多个单正电荷的碱性区域,尤其是N端的强阳离子多肽序列。乳铁蛋白的稳定性受pH、温度、盐类及乳清蛋白等多种环境条件的影响,其热稳定性随铁的饱和程度的增加而增加,对凝乳酶和胰蛋白酶具有很强的抗降解能力,在结合铁离子后其抗降解能力增强,特别是铁饱和乳铁蛋白,因此在肠道内不易被降解,能以完整的分子形式被吸收。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  乳铁蛋白广泛分布于人与哺乳动物家畜的多种组织及外分泌液。牛乳中含量0.02~0.35mg/ml,人乳中乳铁蛋白浓度约为1.0~3.2mg/ml,占普通母乳总蛋白的20%。在泌乳期间,乳铁蛋白含量随泌乳时间的不同而发生改变,如人初乳中乳铁蛋白可达6~14mg/ml,常乳期降至1mg/ml。

除乳汁外,消化、呼吸和生殖系统等分泌液中也含有一定量的乳铁蛋白,如泪液、精液、羊水、小肠分泌液、关节液等,但其含量远低于乳汁。

生产制备方法  乳铁蛋白粗制品通常采用pH调节、盐析、PEG等方法,而酸沉降酪蛋白后的乳清可用作分离乳铁蛋白的起始物。根据乳铁蛋白等电点为碱性的特点,大多采用阳离子交换层析分离纯化乳铁蛋白,也可用肝素、β-乳球蛋白、乳铁蛋白抗体、单链DNA进行亲和层析。

三、生理功能及作用

参与铁代谢  乳铁蛋白可提高肠细胞对铁的生物利用度,并稳定还原状态的铁离子,减少对胃肠道的刺激作用。

抗微生物活性  体外研究证实,乳铁蛋白对多种微生物,如革兰阳性菌和革兰阴性菌、需氧菌和厌氧菌、某些真菌和病毒(HSV-1、HCMV、HCV、HIV),都具有一定的抑制和杀伤作用。

免疫调节和抗炎症作用  乳铁蛋白能抑制抗体依赖的细胞介导反应,增强单核细胞和NK细胞活性,也能抑制胸腺依赖性和胸腺非依赖性抗体反应,并具有抑制C3转化酶形成的补抗体作用。乳铁蛋白还能减少IL-1、IL-2和TNF-α等炎症因子的释放,参与抗炎反应。

抗氧化作用  乳铁蛋白主要通过螯合Fe3+、阻断氧自由基生成、抑制由铁引起的脂质过氧化反应和其后的组织损伤,发挥抗氧化作用。

其他  生理功能还包括抗肿瘤作用、促进细胞生长、抗血小板聚集、抑制胆固醇积累和调控基因转录等功能。

四、安全性研究

人群资料  对婴幼儿和成人进行的临床试验发现,未对人体产生任何毒副作用。

代谢情况  乳铁蛋白主要通过肝和脾从血循环中清除,肾也起一定作用。乳铁蛋白的半衰期非常短,在鼠中仅为10min。

急性毒性  SD大鼠一次性经口给予1000mg/kg或2000mg/kg,无毒副作用和死亡,LD50>2000mg/kg。

遗传毒性  Ames试验(TA100、TA1535、TA98、TA1537和大肠杆菌WP2uvrA),加样浓度为每皿0.16~5.00mg,结果为阴性。

亚慢性毒性  经口给予大鼠(每组雌雄各l2只)每日200mg/kg,600mg/kg和2000mg/kg乳铁蛋白连续13周,未见异常,该试验确定的NOAEL为每日2000mg/kg。

慢性毒性与致癌性  尚未查到有效资料。

生殖与发育毒性  尚未查到有效资料。

其他  尚未查到有效资料。

五、常见使用方法与调查/推荐摄入量

常见使用方法

食品  在奶粉中,国外婴幼儿配方奶粉中乳铁蛋白的添加量基本在0.5mg/g左右。

保健食品  保健食品中的应用,利用其抗微生物活性、参与铁代谢、消炎和抗氧化等生理功能。

其他  医药,临床上还用作抗生素、抗病毒剂、抗真菌及抗寄生虫药、免疫调节剂等。

调查/推荐摄入量

调查摄入量  可查阅GRAS资料。

推荐摄入量  可查阅GRAS资料。

六、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  GB14880 2011年草案规定乳铁蛋白可在调制乳、发酵乳品、全乳饮料中使用,使用量≤l.0g/kg。批准允许在婴儿配方奶粉中添加乳铁蛋白,添加量允许范围是1.0g/kg。

美国  认为乳铁蛋白不但可用于普通人群,而且可用于对牛奶过敏的特殊人群。允许作为食品添加剂用于运动食品和功能性食品。2001年,牛乳铁蛋白被批准为GRAS,GRN:000067。2003年,牛奶源性乳铁蛋白批准为GRAS,GRN 000130。

欧盟  在2007年,批准其为新型食品。

澳/新  认为其是“非新奇食品,传统食品”,在奶制品中的使用量为l0~100mg/100ml或l0~100mg/100g。

七、注意事项和禁忌

不适宜人群  尚未查到有效资料。

禁忌  尚未查到有效资料。

与药物相互作用  未查见相关文献资料。

其他  尚未查到有效资料。


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