乳铁蛋白内部培训

纽宾乐国际贸易（上海）有限公司NBLInternationalTrade(Shanghai)Co.,Ltd乳铁蛋白-内部培训部门：研发部报告人：张志敏日期：2011.11.30乳铁蛋白内训乳铁蛋白简介----------------------1乳铁蛋白的功能--------------------5乳铁蛋白的主要应用-------------71乳铁蛋白简介乳铁蛋白(LactoferrinLF)是乳汁中一种重要的非血红素铁结合糖蛋白，因与铁结合形成的复合物呈红色，故称之为“红蛋白”。1961年，Blanc和Isliker将从人乳中分离获得的此种蛋白正式命名为乳铁蛋白。在发现之初，乳铁蛋白被认为是一种与铁转运和存储有关的蛋白，所以又称之为乳转铁蛋白(Lactotransferrin)。乳铁蛋白及其蛋白降解产物——乳铁蛋白肽(LactoferricinLfcin)具有广泛的生物学活性，包括广谱抗菌作用、消炎、抑制肿瘤细胞生长及调节机体免疫反应等，被认为是一种新型抗菌、抗癌药物和极具开发潜力的食品、化妆品和饲料添加剂，美国食品药品管理局早已允许乳铁蛋白作为食品添加剂用于运动、功能性食品。自1992年在檀香山举行第一次关于乳铁蛋白国际会议以来，该会议每隔一年举行一次，就乳铁蛋白性质、结构、体内外重组表达、临床研究等方面的最新发现进行讨论交流，到2010年为止已召开了九次。随着乳铁蛋白作用机制的不断阐明和开发应用范围的不断扩大，乳铁蛋白将在农业、食品和药品及化妆品等方面有广阔的应用前途。一、乳铁蛋白简介图1：铁饱和型人乳铁蛋白三维结构2乳铁蛋白简介一般来说，乳铁蛋白的铁饱和度不同，其特性及功能、结合铁的能力都会有所不同。天然状态的乳铁蛋白大多呈铁不饱和状态，颜色为粉红色（色泽深浅取决于铁饱和状态），牛乳铁蛋白约有15%～20%被铁饱和，而人乳中乳铁蛋白的铁饱和度更低，只有3%～5%的乳铁蛋白可以达到铁饱和，脱铁型与铁饱和型乳铁蛋白的比例大约是20：1，使乳铁蛋白能够发挥重要的生理功能，如母乳喂养的婴儿很少患贫血症，主要就是因为人乳铁蛋白具有很高的铁生物效价。二、乳铁蛋白的生物特性3乳铁蛋白简介根据乳铁蛋白结合铁Fe3+的情况，可将其分为缺铁型乳铁蛋白(apoLF)，C端单铁型乳铁蛋白(FeC-LF)，N端单铁型乳铁蛋白(FeN-LF)和铁饱和型乳铁蛋白(HoIoLF)四种类型。其中C端单铁型乳铁蛋白(FeC-LF)和N端单铁型乳铁蛋白(FeN-LF)统称为半饱和型乳铁蛋白。乳铁蛋白肽是乳铁蛋白经胃蛋白酶水解后可得到的具有抗菌能力的活性多肽，目前多肽主要有以下几种：1、具有强力抗菌效果的多肽，其抗菌活性是乳铁蛋白的400多倍。2、抗真菌活性多肽。3、促进细胞增长（或繁殖）的多肽。4、抗肿瘤活性肽及其他生理功能活性肽。三、乳铁蛋白分类4乳铁蛋白简介分布与含量乳铁蛋白广泛分布于哺乳动物乳汁和其他多种组织及其分泌液中（包括泪液、精液、胆汁、滑膜液等内、外分泌液和嗜中性粒细胞）；人乳中乳铁蛋白浓度约为1.0～3.2mg/ml，是牛乳的10倍(牛乳中含量为0.02～0.35mg/ml)，其含量仅次于酪蛋白，占普通母乳总蛋白的20%。四、乳铁蛋白的分布及含量5乳铁蛋白简介影响乳铁蛋白含量的因素1）动物种类乳铁蛋白含量在不同动物之间存在着明显的种属特异性，其中人乳中最高，尤其是初乳中浓度可达到6～14mg/ml，常乳为1～3.2mg/ml；猪、豚鼠、小鼠和马乳中浓度为0.2～2.0mg/ml；奶牛、山羊等动物中含量较低，它们乳中的乳铁蛋白浓度约为0.02～0.2mg/ml。2）泌乳时间乳中乳铁蛋白浓度在整个泌乳期呈规律性变化，其含量随母体泌乳时间的延长呈下降趋势，但到哺乳末期乳铁蛋白浓度可再次回升。人分娩后的第一天，即初乳中乳铁蛋白浓度可高达14.0mg/ml，第三天为4.9mg/ml，第50天为2.1mg/ml，第210天仍可维持1.6mg/ml的水平；而牛乳中乳铁蛋白含量与之相比则要低得多，母牛产后第一天的初乳中其浓度为1.0mg/ml以上，24小时后降至0.42mg/ml，15天后为0.22mg/ml。随着泌乳的进行，乳汁中各种免疫成分含量逐渐减少，但到了泌乳后期，也就是干乳期，乳腺组织乳铁蛋白含量明显升高，这与乳铁蛋白的抗菌、杀菌功能密不可分。因为在干乳期，乳腺组织中残留的乳汁为微生物生长提供了非常好的营养源，容易引起乳腺组织微生物感染，而乳铁蛋白含量升高，发挥其抗菌、杀菌功能，有效减少了微生物感染的发生。四、乳铁蛋白的分布及含量6乳铁蛋白简介影响乳铁蛋白含量的因素1）动物种类乳铁蛋白含量在不同动物之间存在着明显的种属特异性，其中人乳中最高，尤其是初乳中浓度可达到6～14mg/ml，常乳为1～3.2mg/ml；猪、豚鼠、小鼠和马乳中浓度为0.2～2.0mg/ml；奶牛、山羊等动物中含量较低，它们乳中的乳铁蛋白浓度约为0.02～0.2mg/ml。2）泌乳时间乳中乳铁蛋白浓度在整个泌乳期呈规律性变化，其含量随母体泌乳时间的延长呈下降趋势，但到哺乳末期乳铁蛋白浓度可再次回升。人分娩后的第一天，即初乳中乳铁蛋白浓度可高达14.0mg/ml，第三天为4.9mg/ml，第50天为2.1mg/ml，第210天仍可维持1.6mg/ml的水平；而牛乳中乳铁蛋白含量与之相比则要低得多，母牛产后第一天的初乳中其浓度为1.0mg/ml以上，24小时后降至0.42mg/ml，15天后为0.22mg/ml。随着泌乳的进行，乳汁中各种免疫成分含量逐渐减少，但到了泌乳后期，也就是干乳期，乳腺组织乳铁蛋白含量明显升高，这与乳铁蛋白的抗菌、杀菌功能密不可分。因为在干乳期，乳腺组织中残留的乳汁为微生物生长提供了非常好的营养源，容易引起乳腺组织微生物感染，而乳铁蛋白含量升高，发挥其抗菌、杀菌功能，有效减少了微生物感染的发生。四、乳铁蛋白的分布及含量7乳铁蛋白简介乳铁蛋白具有生长因子及保护非泌乳期乳腺和新生哺乳动物的作用。一方面促进新生个体自身免疫体系的建立和快速发育，帮助新生个体防御多种感染性疾病；另一方面，由于母体在妊娠期为了不对胎儿产生免疫排斥作用，通常处于一定的免疫抑制状态，分娩后高浓度的乳铁蛋白也有助于母体自身免疫机能的恢复。另外，新生儿对铁的需求量很大，乳铁蛋白具有很高的铁离子结合特性，能够帮助婴幼儿从有限的食物中获取足量铁元素，满足自身发育的需要。四、乳铁蛋白的分布及含量不同哺乳阶段人及牛乳中乳铁蛋白含量变化8乳铁蛋白的功能科学研究证实，哺乳动物初乳是自然界免疫因子最为富集的生物资源之一，含有大量生物活性物质，包括重要的免疫因子和生长因子，如免疫球蛋白(immunoglobulin，IgG)、乳铁蛋白、胰岛素样生长因子(insulin-likegrowthfactor，IGF)等，含量比常乳高10～100倍。这些生物活性物质具有免疫调节、延缓衰老、促进生长发育、抑制肿瘤等一系列生理功能，其中，乳铁蛋白是一种具有广泛生物学功能的糖蛋白。乳铁蛋白经酸性蛋白酶降解后，其抗菌活性比完整乳铁蛋白高出20倍，并能从此降解产物中分离出比乳铁蛋白抗菌活性高400多倍的多肽，即乳铁蛋白肽(Lfcin),具有广谱抗菌活性，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有效，同时具有抗真菌、抗病毒、抑制肿瘤细胞生长、参与免疫调节等多种生物学功能。一、乳铁蛋白的生物学功能9乳铁蛋白的功能一、乳铁蛋白的生物学功能乳铁蛋白及乳铁蛋白肽主要抗菌谱10乳铁蛋白的功能一、乳铁蛋白的生物学功能乳铁蛋白及乳铁蛋白肽主要抗菌谱11乳铁蛋白的功能二、乳铁蛋白主要生物学功能1、参与铁代谢。乳铁蛋白可提高肠细胞对铁的生物利用率，并稳定还原状态的铁离子，减少对胃肠道的刺激作用。2、抗微生物活性。3、免疫调节和抗炎症作用。4、抗肿瘤作用。5、抗氧化作用。6、促进细胞生长。7、其他生理功能包括抗血水板聚集、抑制胆固醇积累和调控基因转录等功能。参与铁代谢铁是机体内许多生物学过程所必需的金属元素之一，但机体内铁离子过量时，会促进微生物生长，乳铁蛋白能根据机体对铁的需求，通过调节肠黏膜细胞对铁的吸收，保持体内铁的平衡状态。12乳铁蛋白的功能二、乳铁蛋白主要生物学功能参与铁代谢1）运载及促进铁离子吸收在生理pH条件下形成的三价铁离子(Fe3+)不溶于水，很难被动物和其他生物体利用，一般情况下，一个乳铁蛋白分子可结合两个Fe3+，即每克乳铁蛋白最多可结合1.4mg铁，由于转铁蛋白在胃内极酸性条件下不具有运送铁的功能，因此只有乳铁蛋白能在动物肠道内运载铁离子。乳铁蛋白通过结合Fe3+，改变其化学形式促进机体细胞对Fe3+吸收，其吸收效果远优于FeSO。或Fe。(S04)3等无机铁离子。乳铁蛋白比硫酸亚铁更容易被吸收，这也是人乳中铁的生物利用率远远高于牛乳或是婴儿配方食品中铁的原因。2）提高铁的生物利用率，减轻补铁负面效应在补充铁时，结合使用乳铁蛋白可明显减缓铁离子对动物肠道的刺激作用。乳铁蛋白通过对铁离子的调节，提高铁的生物利用度，促进铁离子吸收，可以大大降低有效铁的使用量，避免铁离子对肠道的刺激，减少婴幼儿肠胃不适和腹泻，同时可以调节免疫系统和免疫球蛋白的分泌。13乳铁蛋白的功能二、乳铁蛋白主要生物学功能抗微生物功能1）抗菌功能铁元素是维持细菌生长所必需的营养因子，乳铁蛋白通过螯合环境中的铁离子，使细菌因失去生长所需的基本元素铁而停止生长甚至死亡，或使微生物由于缺乏铁离子而不能形成致病性生物膜，降低细菌浓度，达到抑制细菌生长的目的，减少发病率。与结合铁离子无关的杀菌作用一方面，乳铁蛋白携带的碱性高密度电荷，很容易与细菌的一些生物分子发生非特异性结合，是细菌变异，扰乱细菌胞膜功能。另一方面，乳铁蛋白通过细菌细胞膜上的某些外膜蛋白分子，特异的结合到细菌胞膜上，破坏微生物细胞膜的正常生理功能，引起细菌外膜通透性增加和细胞外膜破坏，使细菌内容物流失而达到杀菌作用。与蛋白降解有关的抗菌作用乳铁蛋白通过其蛋白酶活性降解一些细菌毒力因子或黏附蛋白，降低某些微生物的致病性。乳铁蛋白对细菌黏附、入侵的抑制作用乳铁蛋白可以抑制细菌对宿主细胞的黏附和入侵、保护机体。14乳铁蛋白的功能二、乳铁蛋白主要生物学功能抗微生物功能2）抗病毒作用乳铁蛋白属于非特异性免疫系统成员，具有与众不同的抗病毒活性，主要通过直接与病毒或病毒粒子结合，抑制病毒吸附和入侵宿主细胞，发挥抗病毒作用。同时也通过调节病毒等病原体引起的炎症反应和上调机体免疫系统，提高机体抗病毒反应，间接达到抗病毒目的。乳铁蛋白具有广谱的抗病毒功能，主要包括以下类型病毒：丙型肝炎病毒。人免疫缺陷病毒。疱疹病毒。轮转病毒。脊髓灰质炎病毒。主要引发小儿麻痹症。其他病毒。15乳铁蛋白的功能二、乳铁蛋白主要生物学功能抗微生物功能3）抗真菌、寄生虫及其他抗微生物作用乳铁蛋白通过直接与细胞结合，以“致命”的方式杀死真菌，起到杀真菌作用。另外，乳铁蛋白还有抗寄生虫活性。4）促进双歧杆菌生长，调节肠道茵群肠道菌群是机体健康的主要防御系统，乳酸杆菌和双歧杆菌属是肠道菌群中较为突出的有益菌。乳铁蛋白及乳铁蛋白肽不仅可以抑制多种细菌和病毒（如大肠杆菌、李斯特菌等），同时还可以刺激嗜酸乳杆菌和四种双歧杆菌的生长。因此，乳铁蛋白对婴儿出生后快速建立起来的肠内菌群平衡体系组成起着重要影响。16乳铁蛋白的功能二、乳铁蛋白主要生物学功能免疫调节和抗感染1）免疫调节乳铁蛋白具有调节先天免疫的能力，被认为是哺乳动物先天性免疫系统的一部分，构成了机体对外来病原菌的最初快速免疫防御系统。乳铁蛋白可以调高调控免疫细胞增值与分化的关键酶的活性。乳铁蛋白可以调节巨噬细胞活性、促进淋巴细胞的增殖，刺激淋巴细胞的合成与分泌功能，对集体免疫系统起上调作用。乳铁蛋白可以促进淋巴细胞分化成熟，增强免疫功能。乳铁蛋白可以促进细胞分泌免疫球蛋白或细胞因子，达到提高机体免疫的力的作用。17乳铁蛋白的功能二、乳铁蛋白主要生物学功能免疫调节和抗感染2）抗感染与免疫调节有关的抗感染乳铁蛋白结合到免疫细胞细胞表面后，诱导体液