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文檔簡介
1、中國畜牧獸醫(yī) 2 0 1 6 , 4 3 ( 7 ) : 1 8 0 5 - 1 8 1 1C h i n aA n i m a l H u s b a n d r y & V e t e r i n a r y M e d i c i n ed o i : 1 0 . 1 6 4 3 1 / j . c n k i . 1 6 7 1 - 7 2 3 6 . 2 0 1 6 . 0 7 . 0 2 3乳脂球膜蛋白的研究進展高三
2、思, 沈泰鈺, 于洪江, 朱奎玲, 張子揚, 黃寶銀, 徐 闖* , 夏 成( 黑龍江八一農(nóng)墾大學, 大慶 1 6 3 0 0 0 )摘 要:乳脂球膜蛋白是乳腺在泌乳時包被在脂肪滴外的膜蛋白。乳脂肪球膜( m i l kf a tg l o b u l em e m b r a n e , M F -GM) 是磷脂、 鞘脂和多種蛋白質(zhì)組成的3層膜結(jié)構(gòu)。乳脂球膜蛋白包含1 0 0余種蛋白質(zhì), 含量最豐富的8種蛋白質(zhì)為黏液素1 、 黃嘌呤氧
3、化還原酶、 黏液素1 5 、 C D 3 6 、 嗜乳脂蛋白、 乳凝集素、 脂肪分化相關蛋白和脂肪酸結(jié)合蛋白。乳脂球膜蛋白已被證明具有豐富的開發(fā)利用價值, 包括: 反映奶牛母體的生理狀態(tài); 作為幼體的營養(yǎng)和免疫來源,會影響犢牛的發(fā)育和母源抗體; 會影響人和動物的免疫調(diào)節(jié)和體質(zhì), 未來可能應用于疾病的治療。作者介紹了乳脂球膜蛋白的來源、 組成及一種新建立的乳脂球膜蛋白結(jié)構(gòu), 闡述了幾個主要蛋白的生理特性及乳脂球膜蛋白的研究進展, 并對未來
4、的研究方向提出建議。關鍵詞:乳脂球; 乳脂球膜蛋白; 研究進展中圖分類號: Q 5 1文獻標識碼: A 文章編號: 1 6 7 1 - 7 2 3 6 ( 2 0 1 6 ) 0 7 - 1 8 0 5 - 0 7收稿日期: 2 0 1 5 - 1 2 - 2 5基金項目: 黑龍江省新世紀人才項目( 1 2 5 2 - N C E T - 0 0 3 ) ; 國家科技支撐計劃( 2 0 1 3 B A D 2 1 B 0 1 )
5、 ; 國家自然科學基金( 3 1 2 7 2 6 2 5 )作者簡介: 高三思( 1 9 9 3 -) , 男, 山東濟南人, 碩士生, 研究方向: 營養(yǎng)代謝病, E - m a i l : g s s 9 3 @ 1 2 6 . c o m*通信作者: 徐 闖( 1 9 7 9 -) , 男, 黑龍江七臺河人, 博士, 副教授, 碩士生導師, 研究方向: 營養(yǎng)代謝病, E - m a i l : x u c h u a n g 7 1
6、 7 5 @ 1 6 3 . c o mR e s e a r c hP r o g r e s so nM i l kF a tG l o b u l eM e m b r a n eP r o t e i n sG A OS a n - s i , S H E NT a i - y u ,Y U H o n g - j i a n g ,Z HU K u i - l i n g ,Z H A N GZ i - y a n g ,
7、HU A N GB a o - y i n ,X UC h u a n g * ,X I AC h e n g( H e i l o n g j i a n g B a y iA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y,D a q i n g1 6 3 0 0 0 , C h i n a )A b s t r a c t :M i l kf a tg l o b u l em e m b r
8、a n ep r o t e i ni sp a c k a g e do u t s i d et h ef a tg r a n u l ed u r i n gm a mm a r yg l a n dl a c t a t i n g .M i l kf a tg l o b u l em e m b r a n eh a st h r e e - l a y e r e ds t r u c t u r ec o m p o
9、s e do fp h o s p h o l i p -i d s , s p h i n g o l i p i d sa n dp r o t e i n s .M i l kf a tg l o b u l em e m b r a n ep r o t e i nc o n t a i n sm o r et h a no n eh u n -d r e dk i n d so fp r o t e i n s , o fw
10、h i c ht h e r ea r et h em o s ta b u n d a n to fe i g h tk i n d so fp r o t e i n si n c l u d i n gm u c i n1 , x a n t h i n eo x i d o r e d u c t a s e , m u c i n1 5 , C D 3 6 , b u t y r o p h i l i n , l a c t
11、 a d h e r i n , a d i p o p h i l i n , f a t t ya c i db i n d i n gp r o t e i n . M i l kf a tg l o b u l em e m b r a n ep r o t e i nh a sb e e ns h o w nt oh a v es p e c i a lv a l u ew h i c hr e f l e c t st h
12、ep h y s i o l o g i c a ls t a t eo fc o w, a f f e c t st h eg r o w t ho fc a l fa n dm a t e r n a li mm u n ea sas o u r c eo fn u t r i t i o na n di mm u n i t yf o rc a l v e s , a n da f f e c t st h eh u m a na
13、 n da n i m a l ’ si mm u n i t yr e g u l a t i o na n dp h y s i c a lf i t n e s s , i tm a yb ea p p l i e dt ot r e a td i s e a s e si nt h ef u t u r e . T h i sa r t i c l es u mm a r i e st h es t u d yo fm i l
14、kf a tg l o b u l em e m b r a n ep r o t e i ni nr e c e n ty e a r sa i m e da td e s c r i b i n gt h es o u r c e , c o m p o s i t i o no ft h em i l kf a tg l o b u l em e m b r a n ep r o t e i n s , i n t r o d u
15、 c i n gan o v e le s t a b l i s h e ds t r u c t u r eo fm i l kf a tg l o b u l em e m b r a n ep r o t e i n , e x p l a i n i n gt h ep h y s i o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fs o m em a i np r o t e
16、i n sa n dp r o g r e s si nm i l kf a tg l o b u l em e m b r a n ep r o t e i n sr e s e a r c ha n dm a k i n gr e c o mm e n d a t i o n sf o rf u t u r er e s e a r c hd i r e c t i o n s .K e yw o r d s : m i l kf
17、a tg l o b u l e s ; m i l kf a tg l o b u l em e m b r a n ep r o t e i n s ; r e s e a r c hp r o g r e s s乳脂肪是乳的主要成分之一, 一般占乳成分的3 %~ 5 %, 并以脂肪球的形式分散于乳中, 在顯微鏡下觀 察 為 圓 球 形 或 橢 圓 球 形, 表 面 被 一 層 1 0~2 0n m的膜所覆蓋, 稱為乳脂肪球膜( m
18、 i l kf a tg l o b -7期 高三思等: 乳脂球膜蛋白的研究進展表1乳脂球膜蛋白的縮寫、 分子質(zhì)量和占泌乳初期牛乳脂肪球膜蛋白的比例T a b l e1A c r o n y m, p r o p o r t i o n , a n dt h em o l e c u l a rm a s so fd r ym a t t e ra c c o u n t i n gf o rt h em i l kf a tg l o
19、 b u l em e m b r a n eo fm i l kf a tg l o b u l em e m b r a n ep r o t e i n s蛋白質(zhì)名稱P r o t e i nn a m e s縮寫A b b r e v i a t i o n分子質(zhì)量( k u )M o l e c u l a rw e i g h t占泌乳初期牛乳脂肪球膜蛋白的比例( %)P e r c e n t a g eo ft o t
20、a lp r o t e i ni nM F GM黏液素1 M u c i n1 MU C 11 9 42黃嘌呤氧化還原酶 X a n t h i n eo x i d o r e d u c t a s eX O / X D H1 4 51 2黏液素1 5 M u c i n1 5 M u c 1 5或 P A S Ⅲ 9 44 . 2C D 3 6C l u s t e ro fd i f f e r e n t i a t i o
21、 n3 6 C D 3 6或 P A S Ⅳ 7 84嗜乳脂蛋白 B u t y r o p h i l i nB T N6 71 6脂肪分化相關蛋白 A d i p o p h i l i nA D P H5 2 —乳凝集素 L a c t a d h e r i nM F G - E 8或 P A S 6 / 75 0 / 4 71 9脂肪酸結(jié)合蛋白 F a t t ya c i db i n d i n gp r o t e i
22、nF A B P1 321 . 3乳脂球膜蛋白的結(jié)構(gòu)模型乳脂球膜的 3 層結(jié)構(gòu)理論已經(jīng)被人們普遍接受。從脂肪球內(nèi)核向外觀察, 乳脂球膜最內(nèi)層是一個內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的極性脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的單層膜,包裹著脂肪球內(nèi)核的脂肪液滴; 其次是一個附著在雙層膜內(nèi)表面的高密度蛋白層; 最后才是真正來自乳腺上皮細胞頂膜的脂雙層。細胞質(zhì)在高密度蛋白層和 外 部 雙 膜 層 之 間 形 成 細 胞 質(zhì) 月 牙 [ 1 1 ]。V a n -d e r g h e
23、m 等 [ 1 2 ]通 過 酶 水 解 乳 脂 球 膜 結(jié) 合 2 - D E 和MA L D I - T O F技術, 對乳脂球膜上的主要蛋白質(zhì)進行了準確的定位和鑒定, 結(jié)合最新的研究進展, 建立了乳脂球膜蛋白的結(jié)構(gòu)模型( 圖2 ) 。新的模型推翻了以前 B T N、 A D P H 和 X O / X D H 相連或相鄰的推測。構(gòu)建乳脂球膜蛋白的結(jié)構(gòu)模型對于研究乳脂球膜蛋白的合成、 分泌和功能具有重要意義。2主要乳脂球膜蛋白的特性
24、黃嘌呤氧化還原酶、 嗜乳脂蛋白、 乳凝集素和黏液素1是乳脂球膜蛋白主要的幾種蛋白質(zhì); 在乳腺的細胞頂膜包裹和隨后的分泌過程中, X O / X D H 和B T N 是必不可少的 [ 1 3 - 1 4 ]; M F G - E 8對腸黏膜具有保護作用, 還可能與乳腺的衰退有關; MU C 1 則是 黏膜物理屏障的組成部分, 它們在功能和結(jié)構(gòu)上均是乳脂球膜蛋白的主要成分。2 . 1黃嘌呤氧化還原酶黃嘌呤氧化還原酶是乳脂球膜蛋白的主要成分
25、, 目前已經(jīng)證實在乳腺的發(fā)育、 腸道的抗菌和組織損傷中具有一定的作用 [ 1 5 ]。X O / X D H 屬于含鉬脫氫酶黃素蛋白家族成員, 在生物體內(nèi)是嘌呤代謝的關鍵酶, 但 X O / X D H 在乳脂肪滴包 裹 和分泌的過程 中 的 作 用 可 能 只 是 結(jié) 構(gòu) 性 的, 不 表 現(xiàn) 酶 的 活力 [ 1 6 ]。原因是雖然在懷孕后期和泌乳期 X O R 的表達和酶活顯著增加, 但其代謝的最終產(chǎn)物尿酸在乳腺中的含量始終很低;
26、 X D H 主要負責嘌呤的代謝,但 X O 是乳中 M F GM 的主要形式, 在乳中的 X O 對嘌呤的活力很低, 表明 X O R 在乳腺中的作用與嘌呤代謝無關。黃嘌呤氧化還原酶已經(jīng)證實在乳腺的發(fā)育、 腸道的抗菌和組織損傷中具有一定的作用。2 . 2嗜乳脂蛋白嗜乳脂蛋白是一種與脂肪滴相關的蛋白質(zhì), 是免疫球蛋白家族中的一員。R o b e n e k等 [ 1 7 ]認為, 位于質(zhì)膜上的 B T N 和分泌囊泡單層磷脂膜上的 B
27、T N發(fā)揮作用, 控制乳脂球的分泌, 而不是之前認為的由B T N - X O / X D H 復合物控制。V a n d e r g h e m 等 [ 1 2 ]建立的模 型 也 參 考 了 這 一 發(fā) 現(xiàn)。B T N 上 的 S P R Y /B 3 0 . 2域已證明參與先天免疫, 而參與其他生物過程的證據(jù)也越來越多 [ 1 8 ]。B T N 家族的許多成員已被證實具有免疫調(diào)節(jié)作用 [ 1 9 - 2 0 ], 如 B T N
28、 3 A 1 、 B T N 3家族可抑制 T 細胞激活, B t n l 1可調(diào)節(jié)腸上皮 T 細胞活性。乳源 B T N 與特異性神經(jīng)元抗體具有交叉反應性, 可能與自閉癥、 多發(fā)性硬化癥等病的自身免疫調(diào)節(jié)有 關 [ 2 1 - 2 2 ]。嗜乳 脂蛋白在先 天 免 疫 中 發(fā) 揮重要作用。2 . 3乳凝集素乳凝 集 素, 又 稱 為 乳 脂 肪 球 表 皮 生 長 因 子 8( M F G - E 8 ) , 是具有免疫源性的親脂性糖
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