什么是乳蛋白质

发布网友 发布时间：2022-04-22 13:25

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热心网友 时间：2022-05-13 03:55

1、 酪蛋白
CN是乳腺上皮细胞合成的,是乳中特有的一组磷蛋白,含有大量的磷和钙。CN以磷酸酯键与丝氨酸的羟基结合,CN中还含有少量已糖、氨基糖和唾液酸等残基。常乳中,CN在牛乳中占总蛋白的80% ,在猪乳中可能超过60%。乳中CN分为αs-CN：β-CN、γ-CN和κ-CN四种类型,其中γ-CN实际上是β-CN的酶解产物。
αs-CN是乳中主要的CN。在牛的脱脂乳中,αs1-CN 约占全酪蛋白(tCN)的38%。αs2-CN约占tCN 的10% ,β-CN在乳中的含量仅次于αs-CN ,在牛乳的脱脂乳中约占tCN的35%。γ-CN在牛乳的脱脂乳中约占tCN的3 %。κ-CN是唯一含有糖成分的,并对钙不敏感而对凝乳酶敏感的CN。在牛乳的脱脂乳中,κ-CN约占tCN13 %。κ-CN的水解产物有两个片段:副-κ-CN,和CN的巨肽。κ-CN的糖基有三种,即唾液酸、半乳糖和N-乙酰氨基半乳糖。CN在乳中是以微团状态存在的,称为CN微团。CN是一种有很强相互作用的蛋白质,在乳中有缔合现象。CN在20℃、pH4.6时从脱脂乳中沉淀析出。
CN含有几乎全部必需氨基酸,是新生幼仔最具营养价值的蛋白质。其次,CN能增加新生幼仔对钙磷的吸收[1]。CN在新生幼仔胃肠道蛋白酶作用后,可释放多种生物活性肽。这些活性肽对幼仔的消化、营养和免疫等发挥调节作用[2],如牛β-Casomorphin和免疫调节肽。κ-CN还可以刺激新生幼仔胃肠内有益菌落的生长,例如人乳中κ-CN可以刺激婴儿胃肠内双歧杆菌的生长.

2 、乳清蛋白
乳清蛋白是乳去除CN后,分离出来的乳清中所含的蛋白质。乳清蛋白构成初乳总蛋白的70～80%,泌乳一周后逐渐下降到50～60%,主要包括β-乳球蛋白(β-Lactoglobulin,β-Lg) 、α-乳白蛋白(α-Lactalbuminα-La) 、清蛋白(Serum albumin,SA)、免疫球蛋白(Immunoglobulin,lg)和乳铁蛋白(Lactoferrin ,Lf)等。
2.1免疫球蛋白
初乳中Ig占乳清蛋白的60～90%,随着泌乳进行迅速下降,常乳中Ig含量甚微[3]。乳中Ig包括IgG、IgA和IgM等。灵长类和兔等初乳中Ig主要为IgA,人乳中占Ig的89.8%,IgM浓度也较高。牛和猪等初乳中主要为IgG,猪乳中占Ig 的76%,IgG在分泌24h内快速下降,IgA变成乳中主要的Ig。乳中Ig的90%来自血液。IgA和IgM的大部分是被停留在乳腺中的B淋巴细胞合成而分泌入乳中的。IgG分为IgG1和IgG2两种亚型,通过受体介导的内吞把IgG转入上皮细胞并分泌到腺泡腔中。IgA/IgM是通过和分泌成分( Secretarycomponents ,SC)结合,然后在蛋白水解酶作用下从膜上断开,连同SC一起分泌到乳中,SC-IgA被称为分泌型IgA。
乳中的Ig具有重要的功能。幼仔出生时,有效免疫系统尚未发育完善,必须由母体IgG被动转输给幼仔,称为被动免疫转移。这种被动免疫转移在人、兔等通过胎盘转移IgG,猪、牛等通过初乳转移给新生幼仔。许多新生幼仔在出生时胃肠道尚未关闭,能直接吸收生物大分子[4],将IgG直接吸收入血液提供被动免疫作用。随着新生幼仔吸收大分子关闭,IgA就开始在乳中占优势。IgA对酸碱和蛋白水解酶的水解作用有较强的抵抗力,能在新生幼仔消化道中保持其抗体活性,当其进入消化道后可附在消化道粘膜表面,以防止病原体吸附到肠壁上,起排菌的作用[5]。Ig 还与乳腺本身的防御机能有关,调理吞噬细胞,凝集和抑制细菌,中和细菌毒素,从而保护乳腺。
2.2、 清蛋白
乳中SA来自血液,分子量为66,000。乳中分离出的SA与其血液中SA有相同的化学和免疫学性质。牛乳中的SA浓度为0.4g.L-1,约占总乳蛋白质的1.2%,人乳中含量相同或稍高。SA在肝脏中合成,在血中的浓度为30～40g.L-1,可能通过特异性受体经乳腺细胞转运进入乳中。初乳期或乳房炎时乳腺分泌物中SA含量较高,可能通过乳腺细胞间的“渗漏接合”进入乳中。SA参与胶体渗透压调节,并在转运脂肪酸和氨基酸方面有重要作用。SA还能结合乳中甲状腺素、锌和铜等。然而SA可以和IgG竞争初生幼仔胃肠道载体,降低幼仔对IgG的吸收[6]。
2.3、α-乳白蛋白
α-La由乳腺上皮细胞合成,在所有哺乳动物乳中均存在,尤其在人乳中含量较高,然而在一些乳糖含量低或无的水生哺乳动物(如海豹和海狮等)乳中含量较低。在牛脱脂乳中含量为0.6～1.7g.L-1。α-La是一个结构紧密球型蛋白,其三维大小为2.2×4.4 ×7.5nm的扁椭圆体。在生理状态的pH下,α-La的二级结构包括26%α-螺旋、14%β-结构和60%无序结构。牛α-La的分子量为14147～14175,pI为4.20～4.50。α-La在pH5.4～9范围内有一个稳定的结构,它是对热最稳定的乳清蛋白。α-La含有微量糖基成分,有N-乙酰氨基葡萄糖、唾液酸、半乳糖、N-乙酰氨基半乳糖、甘露糖和岩藻糖等。α-La的一级、二级和*结构均相似于溶菌酶蛋白,然而这两种蛋白质没有任何已知的相同生物学功能,有人认为α-La是由一编码溶菌酶的古代基因复制、分化和进化而来。
α-La是乳糖合成酶的一个亚基,它控制着乳中乳糖的含量。BleckGT等[7]报道,通过将牛α-La基因转移到猪上,后者在泌乳中特异性α-La在乳腺中显著增多,结果转基因母猪在泌乳早期乳糖含量显著增加。α-La含有与钙有高度亲和力的结合位点,有助于钙大量分泌入乳中。α-La与细胞膜有非特异性的结合特性,有人发现α-La是细胞生长的抑制剂。α-La富含赖氨酸、半胱氨酸和色氨酸,有非常高的营养价值[8]。另据报道[9]母乳中α-La含量显著受母体所在环境中有害杀虫剂如DDT、林丹和六六六等影响,因此有人建议将α-La作为环保的生物标记。因此有人建议将α-La作为环保的生物标记.
2.4、β-乳球蛋白
β-Lg是反刍动物和猪等乳中主要的乳清蛋白之一,在牛常乳中约占50%。长期以来认为β-Lg是反刍动物和猪等乳中特有的乳清蛋白,近年来报道人乳中有少量β-Lg存在。β-Lg也是由乳腺上皮细胞合成的乳特有蛋白。牛乳中β-Lg的分子量为18277～18363,pI为5.13,在牛脱脂乳中含量为2.0～4.0g.L-1。在生理状态的pH下,β-Lg常常以稳定的二聚体形式存在,二聚体像一个拉长的椭圆体,长约6195nm,宽约316nm。β-乳球蛋白的理化性质和pH值关系很大,在pH<3.5时,二聚体解离。通过旋光色散和圆二色性技术研究发现β-Lg的二级结构包括10～15%α-螺旋、43%β-折叠和47%无序结构。β-Lg相对来说是热不稳定的乳清蛋白。
β-Lg的功能还不是很清楚,可能的功能有:结合脂肪酸或脂肪。乳中β-Lg与VA结合蛋白的氨基酸序列相似[10],并在犊牛小肠微绒毛上检测到β-Lg-VA复合物。β-Lg在低pH情况下是唯一能溶解的乳蛋白,可迅速而完整地通过胃到达小肠,它可能有助于幼仔吸收维生素A。β-Lg对乳腺中的磷代谢可能有调节作有。据推测β-Lg可能是个别婴儿喂配方牛奶发生过敏的原因。
2.5、乳铁蛋白
Lf是乳中与铁结合的红色蛋白质,是高度糖基化的糖蛋白。乳铁蛋白的糖基通过Asn残基与蛋白质相连,糖基的种类有：N-乙酰氨基葡糖、唾液酸、半乳糖、甘露糖和岩藻糖等。Lf为单一的多肽链,该多肽链折叠成无柄银杏叶并列状结构,每一叶状结构有一个铁结合位点和碳酸阴离子结合位点。Lf主要由乳腺分泌上皮细胞合成,少量来自多型核白细胞颗粒。Lf的分子量为77100±1500。
Lf浓度在种间和不同泌乳期有很大变动。初乳以及干乳期乳腺分泌物中Lf含量丰富,例如人初乳Lf含量为6～8g.L-1,牛初乳为1g.L-1,随着泌乳延续急剧下降,一周后乳中Lf含量甚微。人常乳中Lf含量为2～4g.L-1,乳牛和山羊常乳中Lf含量较少,牛常乳中Lf含量仅为0.02～0.35g.L-1[11].
Lf的主要功能是抑制细菌生长以及抗病毒作用,其主要机制是通过竞争Fe3+和其它金属离子。近年来研究指出Lf对炎症骨髓组织增生、单核巨噬细胞中Fe3+沉积、多型核白细胞羟基产生和免疫功能有调节作用[12]。Lf还对细胞生成也有调节作用,并能影响自然杀伤细胞的活性和抗体依赖性细胞介导的细胞毒性[11]。新生幼仔通过Lf获得铁和其它金属离子,对其胃肠道建立正常菌落也有重要意义。乳铁蛋白在胃蛋白酶等酸性酶水解作用下释放抗菌肽[13],该抗菌肽具有广谱抗菌性,对革兰氏阳性和阴性以及对Lf有抗性的细菌都有抑制作用,其功效是Lf的8倍。
3、 乳脂肪球膜蛋白质
MFGMP是一组膜结合蛋白。由于乳脂分泌是顶浆分泌,包裹乳脂小球的质膜被上皮细胞释放到乳腺腺泡腔中,与膜结合的蛋白一起被分泌到乳中。MFGMP一般都是长链状具有高度糖基化的蛋白质,包括位于胞浆的C端部分、跨膜区和高度糖基化的胞外N端,其氨基酸分析表明,谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸含量最高,含硫氨基酸和组氨酸含量较低。MFGMP糖基成分有唾液酸、己糖和氨基己糖等,MFGMP目前研究最为活跃的是MUC1[14]。
MFGMP虽然在乳中含量甚微,但确具有重要的生物学意义。例如,MUC1可以控制乳腺上皮结构,保持腺泡腔和导管开放状态,阻抑病原微生物、调节细胞免疫。MUC1 多态性可作为遗传标记,其多态性与动物的某些生产性能有关。
4 、研究乳蛋白的意义
乳蛋白是最富营养价值的蛋白质之一。乳中的主要蛋白质几乎含有机体所有的必需氨基酸。在西方国家乳蛋白及其产品提供20～30%的食物蛋白。乳源生物活性肽是乳蛋白在消化酶作用下释放的,能被机体直接吸收,在生长和免疫等方面有很强的调节作用。研究和开发乳蛋白及其释放的活性肽在食品开发与生产等领域显示了广阔前景。乳腺组织相对容易从动物组织中分离和培养,研究乳蛋白生物合成是了解生命机体生物合成的最理想模型。利用乳腺组织作为生物反应器从转基因动物诞生起,就已成为人们重点研究和开发的课题。外源基因在家畜乳腺中的表达可以改变乳汁的成分,提高乳汁的营养价值,同时可以生产药用珍稀蛋白。乳蛋白的变化可以反映乳腺的机能变化,从乳蛋白的变化可了解乳腺细胞代谢情况,辅助疾病的诊断。如患乳腺癌时,乳MUC1浓度显著增加。许多乳蛋白具有多态性,可作为遗传标记应用于遗传育种[15]。哺乳动物大约有4000种,不同种别动物的乳蛋白均有其特殊性,分析乳蛋白的同源性和差异性,对研究物种起源和生物进化有重要的价值。

参考资料：http://www.ythbt.com/eb/cinfo_1.aspx?id=40