乳鐵蛋白及其活性肽的營養(yǎng)生理作用及應(yīng)用前景

　　摘要 :乳鐵蛋白（LF）是一種多功能的糖蛋白，乳鐵蛋白活性多肽（Lfcin）是從LF上被胃蛋白酶水解下來的25個(gè)氨基酸殘基的小肽。文中闡述了乳鐵蛋白及其活性多肽的結(jié)構(gòu)，介紹了乳鐵蛋白及其活性多肽的主要生理作用：抗菌、抑菌、抗病毒、抗氧化，調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫和提高腸道對(duì)鐵離子的吸收等作用。根據(jù)乳鐵蛋白制備的研究進(jìn)展，討論了乳鐵蛋白及其活性多肽在乳、食品和動(dòng)物生產(chǎn)中作為添加劑的應(yīng)用前景。

　　抗生素作為抗菌促生長添加劑加到飼料中由來以久，但其廣泛和大量使用導(dǎo)致動(dòng)物性食品中藥物殘留等問題愈來愈令人擔(dān)憂。因此尋找一種安全、環(huán)保的新型飼料添加劑以成為當(dāng)務(wù)之急。近年來，乳鐵蛋白（Lactoferrin，簡稱LF）成為當(dāng)今乳品界和食品界最為關(guān)注的“熱點(diǎn)”之一。大量研究表明：乳鐵蛋白具有抗菌、抑菌、抗病毒、抗氧化和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫等作用，可用于開發(fā)新型的保健食品和綠色飼料添加劑。

　　乳鐵蛋白（LF）是一種天然的鐵結(jié)合蛋白，乳鐵蛋白活性多肽（Lfcin）是從LF上被胃蛋白酶水解下來的25個(gè)氨基酸殘基的小肽。乳鐵蛋白存在于人奶及大多數(shù)哺乳動(dòng)物的奶中（馬、牛、山羊、豬、兔、小鼠等），也存在于唾液、精液、淚液、氣管、鼻腔分泌物、胰液以及其它的身體分泌物中。乳來源不同，乳鐵蛋白的含量差異較大。人奶初乳中的乳鐵蛋白濃度最高6～8mg/ml，常乳2～4mg/ml；牛的初乳1～5mg/ml，常乳0.02～0.35mg/ml；狗、大鼠奶中則基本不含乳鐵蛋白。但開發(fā)乳鐵蛋白遇到的最大問題是：制造成本太高，大量制造較困難，難以實(shí)現(xiàn)商品化。然而隨著一些生物高新技術(shù)（如：親和色譜分離，膜技術(shù)，基因工程技術(shù)等）得到廣泛的應(yīng)用，完全有可能降低它的成本，使之商品化。目前關(guān)于乳鐵蛋白的許多研究正在進(jìn)行中，乳鐵蛋白的活性多肽也逐漸引起人們的關(guān)注。本文就乳鐵蛋白及其活性肽的結(jié)構(gòu)，營養(yǎng)生理功能，基因的調(diào)控與表達(dá)及開發(fā)與利用進(jìn)行了展望。

　　1 乳鐵蛋白及其活性多肽的結(jié)構(gòu)

　　乳鐵蛋白(Lactoferrin，簡寫為LF)是Groves于1960年首先從牛乳中分離獲得，由于LF與鐵結(jié)合形成紅色的復(fù)合物，故始稱為紅蛋白。Blanc和Isliker（1961）將他們從人乳液分離出來，正式命名為乳鐵蛋白。乳鐵蛋白是一種鐵結(jié)合性糖蛋白，其分子量為80ku。1分子乳鐵蛋白中含有2個(gè)鐵結(jié)合部位，含有15～16個(gè)甘露糖，5～6個(gè)半乳糖，10～11個(gè)乙酰葡萄糖胺和1個(gè)唾液酸。牛和人的乳鐵蛋白分別含有689和691個(gè)氨基酸，其中谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和丙氨酸的含量較高，除含少量半胱氨酸外，幾乎不含其它含硫氨基酸。牛乳LF和人乳LF兩者的三維結(jié)構(gòu)非常相似，約有70％的氨基酸序列相一致。LF的二級(jí)結(jié)構(gòu)呈2枚“無柄銀杏葉并列狀”，鐵離子的結(jié)合點(diǎn)位于兩葉的切入部位，每個(gè)點(diǎn)可結(jié)合1個(gè)Fe3+和1個(gè)HCO或CO32-。

　　乳鐵蛋白活性多肽是乳鐵蛋白在酸性條件下的降解產(chǎn)物,其抗菌活性明顯提高。從乳鐵蛋白分子的N端進(jìn)行分離,可分別得到牛和人乳鐵蛋白活性多肽,分別稱為lactoferrcinB和lactoferrcinH。牛乳鐵蛋白活性多肽（LfcinB）是從BLF的N-端（17～ 41）被胃蛋白酶水解下來的25個(gè)氨基酸殘基的小肽，其中的11個(gè)氨基酸殘基具有與完整的LfcinB相同的抗菌活性。11個(gè)氨基酸殘基中的6個(gè)（4～9）是LfcinB的活性中心。而人乳鐵蛋白活性多肽含有47個(gè)氨基酸殘基,序列與lactoferrcinB具有一定的同源性。

　　LfcinB的二級(jí)結(jié)構(gòu)是在一級(jí)結(jié)構(gòu)的肽鏈上折疊而成。Schibi等（1999）通過核磁共振技術(shù)對(duì)LfcinB的活性中心的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)， LfcinB是兩性分子結(jié)構(gòu)，堿性的Arg 殘基和疏水的Trp殘基充分分離形成了兩性分子結(jié)構(gòu)，Arg殘基在分子的一側(cè)，Trp殘基在分子的另一側(cè)，Gln在分子的中間。這種結(jié)構(gòu)與LfcinB的抗菌和抗病毒功能分不開。