动物的乳铁蛋白

病毒） Ｍ 一 胞和成纤维细胞的 对 Ｔ ４细 致病变作用［， 能通过其 Ｎ一 １Ｆ ．Ｌ 端的作用抑制疙疹１ 型病毒； 和ｎ 留
对流感病毒也有明显的抑制作用； 此外 Ｌ 对 丙肝病毒、 Ｆ 旋病毒、 骨髓灰质炎病毒等也强烈的抑制作用． ２５ 乳铁蛋自的其它生物学功能 ． 随着对 Ｌ 研究 的深入 ， Ｆ 发现乳铁 蛋白的生物学功能远 比起初 想象 的要 多． 是一种抗 氧化剂， Ｆ Ｌ 它可 以
９ １ 年Ｇ ｐ ｎｉ 公司 ０ ９ ｎａ ｇ ｅ ｈｕ ｎ 就在全球范围内 首次培育出了含有人的乳铁蛋白基因的雄性转基因牛， 经人工授 精产生了 子代转基因牛． ２ 年Ｐ ｒｋ 人深人研究了利用乳腺生物反应器进行 Ｈ 生产的可行性， 加０ ｔ ａ 等 ｃ ｉ Ｆ Ｌ 并成
功利用转基 因奶 牛实现了大批 量生产 人乳铁蛋白 ； 尽管重组表达产 物在 Ｎ一端糖基化结 构上与 天然人乳铁 蛋 白有略微差 别， 但各 种生物学活性均 与天然 的 Ｈ 相同． Ｆ Ｌ 在国内方面， Ｏ ０ ２ ５年 ８月中国农业大学农业李 宁 教授等主持 的国家 怡６” ３ 计划生物技术领域重 大项 目— “ 高效表达人乳铁蛋 白等药用、 保健 蛋白的奶牛乳 腺生物 反应器” 通过专家鉴定 ， 他们利用转基 因体细 胞克隆技术 ， 获得 转基因克隆奶牛 ４ 头 ， ９ 存活 ２ 头． ９ 其 中， 转人乳 铁蛋 白基 因牛 ３头； 人乳铁蛋白转基因牛表达量达到 ３４ ， ．盯Ｌ 表达量达国际先进水 平． ３３ 乳铁 蛋白在转 基因植物中的表达 ， 在乳铁蛋白众 多的应用方式中， 通过基因工程的手段 ， 利用植物作为生物反应器生产乳铁蛋 白具有其 它 方式无法 比拟的优点一 方面， 如果成功实现了乳铁蛋 白在转基 因植物中的高效表达 ， 尤其是 在水果和蔬 菜 中的高效 表达， 将大大 提高其营养价值． 并且省却了乳铁蛋 白在微生物 中表达后的分离 、 纯化等加工处理 ， 可 节省 开发应用成本 ． 一方面， 另 乳铁蛋白基因具有广谱抗菌 、 抗病功能 ， 还可提高其植株抗菌 、 抗病性． 乳铁 蛋 白可 以促进 转基 因植 物对铁的吸收、 存， 贮 提高植物铁 的含量 ， 用作植物遗传育种抗源 ， 具有非常重要意义 ．
文 编 ： ３盯（ ）棚 ７ 章 号１ 巧 ２ ０ 仍 。 ， 如，３
动物的乳铁蛋 白
李文明 ， ’ 王逸群’ ， 赵仁贵 ， ２ 周志华 ’
ｌ 福建师范大学生命科学学院 福建 福州 ３ ｏ （． ”１． ２古林农业大学农学院 ， 长春 １０１） ． 吉林 ３１８
摘
要： 乳铁蛋门是一种天然的具有多种生理功能的糖蛋白． 乳铁蛋白作为转铁蛋白家族的一员， 近年来越来越
２ ８ ０
西华师范大 学学报（ 自然科学版 》
２０ 年 ０ ７
２ 乳铁蛋白的 生物学功能
２ １ 离子结合与转运功能 ．
Ｆ Ｔ 和Ｌ 是体内 Ｆ 运送铁的主 要蛋白质． 前者主要在血液中将铁运送到合成各种含铁蛋白质的场所， 而 Ｆ Ｌ 主要在肠道中 运送铁， 并且在一个较广的Ｐ Ｈ值范围内对铁元素进行吸收和利用； 因此对于哺乳动物从 肠道中吸收铁有重要意义． 另外，ｒ Ｌ 不但可以结合铁离子， 而且可与许多金属离子如Ｍ 十 ＺＡ，等结合， 扩ｃ ， ’ ｕ Ｉ 并可能在这些离子的转运与离子浓度平衡的调节过程中 起作用ｌ． １ ’
． ２３ 抗菌功能１ ］ ．
乳铁蛋 白的抗菌活性主要表现为抑菌作 用和杀 菌作用 ， 并能 调节肠 道菌群． 乳铁 蛋白是一种 广谱抑菌 剂， 既能抑制革兰氏阳性菌（ 如金黄色葡 萄球 菌） 也能抑 制革兰氏阴性 菌（ ， 如大肠杆 菌〕Ｌ ．Ｆ除了能对细菌 的生长有抑制作用外， 还能起直接的杀菌作用， 还 具有杀真菌 的能力 ， Ｆ Ｌ 尤其是 对假丝醉母 、 丝状真菌等有 直接致死性的作用． Ｆ Ｌ 对于那些对铁元素需求不高的肠道细菌如乳 酸菌、 双歧杆 菌等没有 明显 的抑制或致 死作用， 相反还 能在一定程度上起到促进其生长的作用， 因此 ， 从这个角度讲 ，Ｆ具有调节肠道菌 群的功 能． Ｌ ２４ 抗病毒功能 ． 研究表明 Ｌ ， 对多种病毒有抑制作用． 能抑制 Ｈｖ一ｌ人类 免疫缺 陷病毒 一 和 Ｈｃ （ Ｆ Ｆ Ｌ ｌ （ ） １ Ｍｖ 人巨细胞
多地受到人们 的关注． 本文综述了乳 铁蛋 白的分子 结构 ， 生物学 功能以及其基 因工程研究 的进 展．
关键词： 乳铁蛋白； 分子结构； 生物学功能； 基因工程 中图分类号： ４． ９ ０３ ２ 文献标识 码： Ａ 乳铁蛋白（ａｏ ｎ Ｌ 是在 １３ ｌ ｔ ｒ ， ） ｃ ｅ ｆ Ｆ ９８年 由 Ｓｒ礴 ｎＭ和 ５花ｎ ｎｓＬ首次从牛乳中分离出来的．９０年 ｏｅ ０ 叱 ｐ １６
例 水 等 方 起 要 用， ． 和 平 多 面 重 作 〔” 一
在机体中嗜中性粒细胞是含Ｌ 最多的 ｒ 一类细胞， 当机体受感染时就 Ｌ就被释放出 释 Ｆ 来， 放出的Ｌ 夺 Ｆ
取致病菌的铁离子并使后者裂解 ． 而减 轻炎症； 从 机体受感染 时会 产生几倍甚至是几 十倍 以上 的 Ｌ 参与抗 Ｆ 感染过程． 从这一角度讲 Ｌ 可 以看成是一种 “ Ｆ 抗炎症 因子 ：
ｏｎｏ Ｊ ａ ｓ 和Ｍ ｔｕ 等又 ｈ ｎ ｏｒ ｌ 成功地从人乳中 ｓ ｎｅ ｉ 首次分离出Ｌ． Ｆ 乳铁蛋白自 从被分离以 其精细结构及生物学 来，
功能便成了人们广泛 研究的课题 ． 铁蛋白是一种分子量为 ７ 一 ＫＤ的糖蛋 白． 乳 ０ ８ ０ 其显著特点 是与铁结合时 呈深红色， 又称之为红蛋白． 也正是 因为这样的特性 ， 乳铁蛋 白在发现初期被认为是 一种与血清 中的转铁蛋 白（ 晚 。 ， ） 似的一种参与铁 的转运和存 储有关 的蛋白质 ， 鲡 Ｆ Ｔ 类 又称乳 转铁蛋 白． 后来 研究发现 廿 不仅 存 在于乳汁， 而且广泛存在于唾液、 泪液等外分泌液以及血浆 、 中性粒细胞 中． 近年来的研究还发现乳铁蛋 白
２２ 免疫调节及抗感染功能 ． 研究发现跟肠道上皮细胞一样 ， 在各类免疫细胞表 面也存在乳 铁蛋 白受体 ，Ｆ能够与免 疫细胞表面 的 Ｌ 受体结合 ， 从而发挥免疫调节的功能．Ｌ Ｆ还可通过激 活体液免疫反 应影响 Ｔ细胞和 Ｂ细胞 的成熟， 促进淋 巴细胞增生 ， 调节骨髓细胞生成． 另外 ，Ｆ还在提高机 体免疫耐受 能力、 Ｌ 调节淋 巴细胞 中不 同类型细胞的 比
即脱铁乳铁蛋 白、 端 单铁乳铁蛋 白、 Ｎ一 Ｃ一端单铁 乳铁蛋 白和铁饱和乳铁 蛋白江Ｆ的热稳 定性随铁饱 和程
度的 增加而增加，
收稿 日期 ２ ：０，一０ 一１ ６ ０ 基 金项 目： 福建 省 科 技 厅 科 技项 目 （ ０ Ｎ ６ 福 建 省 自 然基 金 资 助 项 目（Ｒ １ ０ ２４ ０ ）； ２ ４ ０ 侧玲） 福 建 省 教 育厅 科 技 项 目 ； （Ｂ３乃 ） Ｊ １ ． ０
第２卷 ８
Ｖ ＬＺ ｏ 吕
第 ３期
刊压 ３
西华 师 范 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｕ ｌｏ ｃｉ ｗｅｔ ｏ ｏｍａ ｆ ｈｎ ａ ｏＮ ，目 ｕ ｉｒｉ （ ａ ｒ ｓｉ 。 ｎｅｔ Ｎ ｕ ｖｓｙ ｔ ａ ｃｎ。） ｌ ｅ
２０ ０７年 ９月 ５ｐ ０ ２ ７ ｏ．（ ）
作者简介： 李文明（， 一 ， 山东淄博人， ｌ ８ ）男， ２ 福建师范大学生命科学学院硕士研究生， 主要研究植物分子生物学．
通 讯作者 王逸群 （９ 一）男 吉林梨树 人， 建师范大 学生命科学学 院副教授 ． ： ｌ ６ ４ ， 福 博士 ， 主要研 究植物分子生 卷第 ３ ８ 期
李 文明 ， ： 等 动物的乳铁蛋 白
２ ９ ０
司利用 曲霉发醉工艺， 获得了 １ 岁Ｌ的收率的人乳铁蛋 白； 尤其 值得注意 的是 丝状真菌表 达体系 的应 用， － ｓ Ａ
ｅ ． ｍｒ 泡盛曲霉） Ｐ娜ｕ ，ａｏ（ ｉ 是一种丝状真菌， 在该体系中已成功表达， Ｆ Ｌ 表达量最高可达到２ ． 盯Ｌ而在国
是一种具有多种生物学功能的蛋白质， 尤其是在治疗全球普遍存在的缺铁性疾病和急性肠胃 疾病方面有特 效［． Ｌ另外Ｌ 还 ｌ Ｆ 具有广谱抗菌、 抗病毒， 抗癌等多种功能； 应用前景十分广阔 目 商业用的 Ｌ 来自 ． 前， Ｆ 牛乳， ・
价 很 ， 报 ， 外 进 商 终生 Ｆ・ 文 对乳 蛋白 分 结 生 功 及 因 程 格 高 据 道 国 已 行 业 产Ｌ 本 将 铁 的 子 构、物学 能 其基 工 的
肪链上的天冬氨酸残基相连， 来源的Ｌ 多聚糖在结构和组成上差别不大［． 不同 Ｆ ］ ｚ 目 经测定了 前已 包括人、 野牛、 奶牛、 骆驼和马在内的五种生物 址的晶体结构， 发现他们的 结构是 整体 相同的 Ｌ 二级结构以ａ 螺旋和口 折叠结构为主（ ％以 ， 一 ． Ｆ 一 一 ０ ７ 上）由ａ 螺旋和尹一 折叠交替排列组成的．
ａｅ 等用 Ｘ射线分析法建立了人 Ｌ 的完 整立 体结构 ， Ｂｋｒ Ｆ 发现人 Ｌ Ｆ的立 体结构包括两个 结构基本相 同的两 个叶 ， Ｎ端的叶和 Ｃ端的叶， 这与二者 氨基酸顺序的高度相 似性有直接 的关 系． 每个 叶又包括两个结构 域和
一条裂隙， 是结合 Ｆ，的 裂隙 ｅ 十 部位． Ｌ 可以 每个 Ｆ 结合两个 Ｆ ＋ 矿 和两个碳酸根离子． 可以４ Ｆ Ｌ 种形式存在，
内方 面这方 面的研究 起步比较晚， 但进展迅 速， 北京三元食品公司通过转基因手段结合高密度发醉工艺实 现
了 乳 蛋白 毕 母中 高 表达表 达 了１ ｍ Ｌ 较 水 ［． 人 铁 在 赤酵 的 效 ，达量 到 ０ 『 的 高 平１ ０ ］ ０
３２ 利用乳膝生物反应 器表达乳铁 蛋白 ． 利用乳腺 生物 反应器来表达乳铁蛋白已经成为通过基 因工程 手段生产乳铁蛋 白的主要途径 之一 早在
作为一种整合剂， 结合具有氧化作用的Ｆ 十减少自由 生成量．Ｆ 扩， 基的 Ｌ 对脂质过氧化有明显的 抑制作用 Ｌ Ｆ
还是一种新发现的基因表达调节物 ， 它可以与特异的 Ｄ Ａ序列结合来调节一些特定基 因的表达．Ｆ可 以通 Ｎ Ｌ