LAKTOFERIN: STRUKTUR DAN FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The laktoferin , juga dikenal sebagai apolactoferrina atau lactotransferrin, adalah glikoprotein yang diproduksi oleh banyak spesies mamalia memiliki kemampuan untuk ion mengikat dan mentransfer besi (Fe3 +). Ini ditemukan di banyak cairan tubuh dan berhubungan dengan protein pengikat besi plasma yang dikenal sebagai "transferin".

Itu diisolasi pada tahun 1939 oleh Sorensen dan Sorensen dari susu sapi, dan hampir 30 tahun kemudian, pada tahun 1960, Johannson menentukan keberadaannya dalam susu manusia (namanya berasal dari klasifikasi sebagai protein pengikat besi yang paling melimpah di dunia). susu).

Struktur laktoferin (Sumber: Lijealso via Wikimedia Commons)

Penyelidikan selanjutnya mengidentifikasi laktoferin dalam sekresi kelenjar eksokrin lainnya seperti empedu, cairan pankreas dan sekresi usus kecil, serta dalam butiran sekunder neutrofil, sel plasma yang termasuk dalam sistem kekebalan.

Protein ini juga ditemukan dalam air mata, air liur, air mani, cairan vagina, sekresi bronkial dan hidung, dan urin, meskipun sangat melimpah dalam susu (ini adalah protein dengan konsentrasi tertinggi kedua setelah kasein) dan kolostrum.

Meskipun awalnya dianggap hanya sebagai protein dengan aktivitas bakteriostatik dalam susu, ia adalah protein dengan berbagai fungsi biologis, meskipun tidak semuanya berkaitan dengan kemampuannya untuk mentransfer ion besi.

Struktur laktoferin

Laktoferin, seperti yang telah disebutkan, adalah glikoprotein dengan berat molekul sekitar 80 kDa, yang terdiri dari 703 residu asam amino yang urutannya memiliki homologi yang baik antara spesies yang berbeda. Ini adalah protein dasar, bermuatan positif dan dengan titik isoelektrik antara 8 dan 8,5.

N lobus dan lobus C.

Itu terdiri dari rantai polipeptida tunggal yang dilipat untuk membentuk dua lobus simetris yang disebut lobus N (residu 1-332) dan lobus C (residu 344-703) yang berbagi homologi 33-41% satu sama lain.

Baik lobus N dan lobus C terdiri dari lembaran terlipat β dan heliks alfa, yang merupakan dua domain per lobus, domain I dan domain II (C1, C2, N1 dan N2).

Kedua lobus dihubungkan melalui daerah "engsel" yang terdiri dari alfa heliks antara residu 333 dan 343, memberikan fleksibilitas molekul yang lebih besar pada protein.

Analisis urutan asam amino protein ini mengungkapkan sejumlah besar situs potensial untuk glikosilasi. Derajat glikosilasi sangat bervariasi dan menentukan ketahanan terhadap aktivitas protease atau pH yang sangat rendah. Sakarida yang paling umum dalam porsi karbohidratnya adalah manosa, dengan sekitar 3% gula heksosa dan 1% heksosamin.

Setiap lobus laktoferin mampu mengikat dua ion logam secara reversibel, baik besi (Fe2 +, Fe3 +), tembaga (Cu2 +), seng (Zn2 +), kobalt (Co3 +) atau mangan (Mn2 +), di sinergi dengan ion bikarbonat.

Molekul lain

Ia juga dapat mengikat, meskipun dengan afinitas yang lebih rendah, ke molekul lain seperti lipopolisakarida, glikosaminoglikan, DNA, dan heparin.

Ketika protein terikat pada dua ion besi ia dikenal sebagai hololaktoferin, sedangkan ketika dalam bentuk "bebas" disebut apolaktoferin dan bila hanya terikat pada satu atom besi ia dikenal sebagai laktoferin monoferrik.

Apolaktoferin memiliki konformasi terbuka, sedangkan hololaktoferin memiliki konfigurasi tertutup sehingga lebih resisten terhadap proteolisis.

Bentuk laktoferin lainnya

Beberapa penulis menjelaskan keberadaan tiga isoform laktoferin: α, β dan γ. Bentuk laktoferin-α dilambangkan sebagai bentuk dengan kapasitas pengikatan besi dan tidak ada aktivitas ribonuklease. Bentuk laktoferin-β dan laktoferin-γ memiliki aktivitas ribonuklease, tetapi tidak mampu mengikat ion logam.

fitur

Laktoferin adalah glikoprotein dengan afinitas yang jauh lebih tinggi untuk pengikatan zat besi daripada transferin, protein pengangkut zat besi dalam plasma darah, yang memberikan kemampuan untuk mengikat ion besi dalam rentang yang luas. pH.

Mengingat bahwa ia memiliki muatan positif bersih dan didistribusikan di berbagai jaringan, ini adalah protein multifungsi yang terlibat dalam berbagai fungsi fisiologis seperti:

- Pengaturan penyerapan zat besi usus

- Proses respon imun

- Mekanisme antioksidan tubuh

- Bertindak sebagai agen anticarcinogenic dan anti-inflamasi

- Ini adalah agen pelindung terhadap infeksi mikroba

- Bekerja sebagai faktor transkripsi

- Ini terlibat dalam penghambatan protease

- Ini adalah protein antivirus, antijamur dan antiparasit

- Ia juga bekerja sebagai prokoagulan dan memiliki aktivitas ribonuklease

- Ini adalah faktor pertumbuhan tulang.

Representasi struktural laktoferin dan E. coli siderophore (Sumber: W.Henley via Wikimedia Commons)

Mengenai perang melawan infeksi mikroba, laktoferin bekerja dengan dua cara:

- Menekan zat besi di tempat infeksi (yang menyebabkan kekurangan nutrisi pada mikroorganisme infeksius, bertindak sebagai bakteriostatik) atau

- Berinteraksi langsung dengan agen infeksi, yang dapat menyebabkan lisis sel.

Penggunaan farmakologis

Laktoferin dapat diperoleh secara langsung dengan dimurnikan dari susu sapi, tetapi sistem modern lainnya didasarkan pada produksinya sebagai protein rekombinan dalam berbagai organisme dengan pertumbuhan yang mudah, cepat, dan ekonomis.

Sebagai senyawa aktif pada beberapa obat, protein ini digunakan untuk pengobatan tukak lambung dan usus, serta diare dan hepatitis C.

Ini digunakan untuk melawan infeksi yang berasal dari bakteri dan virus dan, sebagai tambahan, digunakan sebagai stimulan sistem kekebalan untuk pencegahan beberapa patologi seperti kanker.

Sumber laktoferin dalam tubuh manusia

Ekspresi protein ini dapat dideteksi pada awalnya pada tahap dua dan empat sel perkembangan embrio dan kemudian pada tahap blastokista, hingga saat implantasi.

Kemudian dibuktikan dalam neutrofil dan di sel epitel sistem pencernaan dan reproduksi dalam formasi.

Sintesis protein ini dilakukan di epitel myeloid dan sekretori. Pada manusia dewasa, tingkat ekspresi laktoferin tertinggi terdeteksi dalam ASI dan kolostrum.

Ini juga dapat ditemukan di banyak sekresi lendir seperti cairan rahim, mani, dan vagina, air liur, empedu, jus pankreas, sekresi usus halus, sekresi hidung, dan air mata. Kadar protein ini telah ditemukan berubah selama kehamilan dan selama siklus menstruasi pada wanita.

Pada tahun 2000, produksi laktoferin di ginjal ditentukan, di mana ia diekspresikan dan disekresikan melalui tubulus pengumpul dan dapat diserap kembali di bagian distal yang sama.

Sebagian besar laktoferin plasma pada manusia dewasa berasal dari neutrofil, di mana ia disimpan dalam butiran sekunder spesifik dan dalam butiran tersier (meskipun dalam konsentrasi yang lebih rendah).

Referensi

1. Adlerova, L., Bartoskova, A., & Faldyna, M. (2008). Laktoferin: ulasan. Veterinarni Medicina, 53 (9), 457-468.
2. Berlutti, F., Pantanella, F., Natalizi, T., Frioni, A., Paesano, R., Polimeni, A., & Valenti, P. (2011). Sifat antivirus laktoferin-molekul kekebalan alami. Molekul, 16 (8), 6992-7018.
3. Brock, J. (1995). Laktoferin: protein imunoregulasi multifungsi? Imunologi hari ini, 16 (9), 417-419.
4. Brock, JH (2002). Fisiologi laktoferin. Biokimia dan Biologi Sel, 80 (1), 1-6.
5. González-Chávez, SA, Arévalo-Gallegos, S., & Rascón-Cruz, Q. (2009). Laktoferin: struktur, fungsi dan aplikasi. Jurnal internasional agen antimikroba, 33 (4), 301-e1.
6. Levay, PF, & Viljoen, M. (1995). Laktoferin: tinjauan umum. Haematologica, 80 (3), 252-267.
7. Naot, D., Gray, A., Reid, IR, & Cornish, J. (2005). Laktoferin - faktor pertumbuhan tulang baru. Kedokteran & Penelitian Klinis, 3 (2), 93-101.
8. Sanchez, L., Calvo, M., & Brock, JH (1992). Peran biologis laktoferin. Arsip penyakit di masa kanak-kanak, 67 (5), 657.