Сывороточные белки

Под термином «сывороточные белки» обычно принято считать группу азотистых соединений молока, которые остаются в плазме мо­лока (сыворотке) после осаждения казеина при рН 4,6…4,7.

I I I I I I I I I I I I I I I I

I I I I I I I I I I I I I I I II

1,8 i i I и 8 i <1 I а i s а S-Ы

I! I I I I I I I I I I I 3 I II

I II # i II S I л! ? I! ! ? I

A I

I I I i I I I I cы 5

P.

Aj

Sa&a&gs&a щ s, s — & & & a S О

? S

I I I I 1 I I E I I I I I I II

Llllilli Ji’l I I I I Id

I

I I I I I I I I I 5- I I I I I II

Ьнs* 5 ? а н. ч a E i

& I

I I I I I I I I I I I! I I I I I « &

К u

I § n M H и S ‘ S Д s. 1 & S ЎЎ

W I

I I I I I I I 1 I I I I I I I I I 5 =

Д I 3 3 ? 3 U J ? I 3 3 S I i S i

Рч

I I I I I I I I I I I I I I [ II

НII sн il

I I! I! I I I I I I I I I I II

I I ? ? Ф Ii

S.

I I I I! I I I I I I I I I I II 68

Главными представителями сывороточных белков следует считать р-лактоглобулин и а-лакгальбумин — первый составляет около 50% (50..,54%) этих белков, второй — около 20% (20…25%). Остальное ко­личество сывороточных белков приходится на альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины, лактоферрин и другие минорные белки. В отличие от казенное сывороточ н ые бел ки не асс оциируют друг с дру­гом и не осаждаются в изоэлектрической точке, их молекулярная мас­са колеблется в широком интервале — от 14,1 до 66,3 кДа и выше (см. табл. 2,3), Они проявляют генетический полиморфизм, полипептид­ные цепи белковых молекул не содержат фосфорных эфиров, отлича­ются большим количеством серосодержащих аминокислот.

Сывороточные белки не гидролизуются плазмином и сычужным ферментом, по сравнению с казеином менее чувствительны к каль — • цию, но более чувствительны к нагреванию.

Р-Дактоглобулин ф-Лг). р-Лактоглобулин является наиболее важ­ным в количественном отношении сывороточным белком (на его долю приходится около половины всех белков сыворотки и его со­держание в молоке составляет 0.2„.0,4%). Молекула ртЛг состоит из 162 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу около 18 300. В молоке ?З-Лг находится в виде димера.

Белок имеет две дисульфидные связи, соединяющие остатки цисте — ина в положениях 66 и 160 и 106 и 119 (или 106 и 121) и одну свободную сульфгидрильную группу у остатка цистеина в положении 121 (или 119), Свободная сульфгидрильная группа р-Лг располагается внутри сверну­той полипептид мой цепи, но «обнажается» в результате тепловой дена­турации белка, способствуя их самоассоциации с образованием поли­меров или комплексообразованию с казеиновыми мицеллами. Образу­ющиеся комплексы влияют на технологические свойства молока—тер­моустойчивость и способность к сычужному свертыванию.

Известны семь генетических вариантов |3-Лг; на рис. 2.5 представ­лена первичная структура наиболее распространенного генетического варианта В,

Оь-Лактальбумин (а-Ла). В количественном отношении а-лакт — альбумин является вторым белком сыворотки (его содержание со­ставляет ОД,. 0,2%). Это компактный глобулярный белок, частицы которого имеют самые малые размеры по сравнению (/частицами других сывороточных белков. ос-Лактальбумин имеет в основном два генетических варианта; на рис. 2.6 показана аминокислотная последовательность а-Ла генетического варианта В (вторичную

10

Тре-

Глн— Тре-

Met-

Лил-

Гли-

Лей-

20

Лкэ-

Вал-

Ала-

Гли-

Тре-

Три-

Тир-

30

Мех—

Ала~

Ала-

Сер-

Асп—

Иле-

Сер-

40

Ала—

Гля-

Сер-

Ала—

Про—

Лей-

Арг-

50

Глу-

Нну—

Лей-

Лия—

Лрс-

Тре-

Нро-

БО

Лвй—

Глу-

Иле—

Лей-

Лей—

Глн-

Лиз-

1

70

Гли-

Гяу—

Цис-

Ала—

Гпн—

Лиз-

Лиз—

30

Глу-

Лиз-

Тре-

Лиз—

Иле-

Про—

Ала—

90

Llfflft-

А сп-

Ала—

Лей-

Асн—

Глу-

Ach­

Ico

Вал-

Ле й-

Ас«1—

Тре-

Асп—

Тир-

ЛиА-

——-

—I

Ио

Лей—

Фен—

Цис—

Мех—

Гпу-

Асн—

Сер—

1___

———

———

-ее

120

Глу—

Глк—

Сар—

Лек-

Ала—

Лис—

Гла-

130

Арг-

Тр«-

Про-

Глу-

Бал-

Асп—

Аш—

140

Глу-

Лиэ-

Фек-

Асп-

Лиа-

Ала—

Лей-

150

Про—

Мет-

Гис—

Иле—

Арг—

Лей-

Сер-

160

Тре-

ГЛИ—

Лей—

Глу-

Глу-

Глл—

Ияе—

ЧШ

Икс — Лей — Вая-

Рис. 2.5. Первичная структура р-лактоглобулина В

Структуру см. в табл. 2.5). сс-Ла богат лизином, лейцином, треони­ном, триптофаном и цистеином, молекула белка содержит четыре дисульфидные связи.

Рядом исследователей ?указано наличие минорных компонентов а-Ла, некоторые из них содержат углеводы.

Японские исследователи установили, что а-Ла является металло — протеидом, гак как обладает способностью связывать ионы кальция. Предполагают, что присоединенный кальций играет важную роль в стабилизации третичной структуры белка.

HjN- Лей — Иле-

Лиз— Вал— Лей— Вал—

162

Гис — Иле- СООН

А-Ла считается наиболее термостабильным сывороточным бел­ком: для его коагуляции при рН 7 необходимо нагревание молока до

HjN — Гяу-

Гян-

Лей-

Тре—

Лиз-

11нс-

Глу-

Вал—

Глу-

Лей-

ПК5-

Асл—

Леи-

Лиз-

Гли-

Тир-

Вал-

Свр—

Лей-

Про—

Глу-

Трк—

Вал-

Цис — >

Фен-

Гис—

Трв—

Сер-

Г’ли-

Тир-

Асп—

Тре-

Иле-

Зал-

Глу-

Асн-

Аси—

Глн—

Сер-

Тре-

Гди—

Лей-

Фен—

Глн—

Иле"

Асн-

Аси-

Лиз—

Pt-

Лиз-

Асн-

Асл—

Гг. и-

Аеп—

Про-

Тис-

Аен—

Иле—

Цис — 1

Асн—

Иле-

Сер-

Лис-

Асп—

Лем-

Асн-

Асн—

Асл—

Леи—

Тре-

Аси—

Асн—

Цнс-

Вал-

Лиз—

Лиз-

Иле-

Лей—

Асл—

Лиз-

Иле-

Асн—

Тир — Три-

Лей-

А ла-

Гис-

Лиз-

Цис-

Сер-

Глу-

Лиз-

Лей—

Асл—

Гян-

Три-

123

Г л у — Лиз— Лей СООН

Рис. 2.6. Первичная структура а~лактальбумина В

Температуры И4’С. Вместе с тем показано, что температура денату­рации ос-Ла при рН 6,7 составляет всего 62…65"С. Высокая термоус­тойчивость а-Ла объясняется тем, что денатурация белка обратима — после охлаждения молока наблюдается восстановление 80…90% на — тивной структуры, то есть происходит ренатурация белка, Для осу­ществления процесса ренатурации а-Ла необходимо присоединение к белковой молекуле кальция.

Альбумин сыворотки крови. Альбумин сыворотки крови (сыворо­точный альбумин, СА) — это довольно крупный глобулярный белок с молекулярной массой около 66 ООО. Полипептидная цепь белка со­стоит из 582 аминокислотных остатков, содержит 17 внутримолеку­лярных дисульфидных связей итолько одну свободную сульфгидриль- иую группу. СА — термолабильный белок.

Как известно, сывороточный альбумин может связывать и пере­носить жирные кислоты и другие слаборастворимые соединения.

10

Фен-

Apr—

30

Гли-

Гли-

30

Тре-

Тре-

40

Глу-

Ала—

50

Асп—

Тир-

IO

Иле-

Три-

70

Сер—

Сер-

Лиз-

Феи-

Иле—

Met—

100

Вал-

Гли­

На

Ала-

Лей-

120

Лей-

Цие—

1

Иммуноглобулины. Из пяти известных классов иммуноглобулинов (антител) человека в молоке найдено четыре — ]ёО, 1&М и 1§Е.

Все иммуноглобулины содержатся в сыворотке крови животных, от­куда и переходят в молоко, за исключением секреторного иммуно­глобулина А, который строится н клетках молочной железы.

Молекулы иммуноглобулинов молока представляют собой моно­меры или полимеры, построенные из одинаковых структурных еди­ниц, или субъединиц. Каждая субъединица состоит из двух легких (L, от англ. light) и двух тяжелых (Н, от англ. heavy) гюлипептидных цепей, ковалентно связанных дисульфидными связями. Молекуляр­ная масса легких цепей составляет 20 ООО…25 ООО, тяжелых — 50 ООО…70 ООО. Антигенсвязывающие центры (специфические участ­ки) расположены в области молекулы, которая заключает в себе L-цепь и N-конневую половину Н-цепи (рис. 2.7).

Иммуноглобулины я вляю гея гликопротеидами — к тяжелым цепям субъединиц присоедине­ны олигосахариды, состоящие из осгажовгексоз (маннозы, галак­тозы. фукозы), гексозаминов и сиаловой кислоты, Содержание углеводов составляет 2.. .3 % в IgG и 10…12% в IgA и IgM.

Иммуноглобулин G (IgG) являетсяосновным классом им­муноглобулинов (антител) кро­ви человека, коров, а также ко­ровьего молока. Молекула IgG человека представляет собой мономер, т. е. состоит из двух идентич­ных тяжелых полипегггидных цепей и двух идентичных легких цепей.

IgG имеет два подкласса — IgG; и IgGr В молоке содержатся в основном IgG,: его количество в 4…7 раз выше содержания IgG,, а в молозиве — превышает в 15…20 раз.

Дисулы^дноя связь

Н

СУ

1 УглеводJ—

Углевод

Рис. 2.7. Структура иммуноглобули­на G:

Н — тяжелая иепь; L — легкая цепь; СУ— специ­фический участок

Иммуноглобулин A (IgA) — это димер, состоящий из двух субъ­единиц. Молекулярная масса IgA молока составляет свыше 380 000. Помимо IgA в молоке содержится так называемый секреторный им­муноглобулин A (SIgA), который строится в клетках молочной железы из димера IgA путем присоединения к нему секреторного компонента (SC) и цепи с молекулярной массой 165 ООО. По-видимому, SIgA обес­печивает местную защиту кишечника новорожденных от возбудите­лей кишечных заболеваний, вирусов и токсинов.

Иммуноглобулин М (IgM) представляет собой пентамер четырех — цепочечных субъединиц, его молекулярная массадостигает 1000 кДа.

Иммуноглобулин Е (IgE) еще мало изучен,

Лактоферрин и другие минорные белки. К группе минорных белков молока относят лактоферрин, церулоплазмин, Я,-микроглобулин и компонент 3 протеозо — пептонов. Все белки содержатся в молоке в не­значительных количествах, но многие из них выполняют важные био­логические функции.

Лактоферрин и церулоплазмин — белки, связывающие железо и медь. Лактоферрин, красный железосвмзывающий белок молока, яв­ляется гликопротсидом, по структуре и функциям идентичен транс — феррину крови (который, по-видимом^’, также содержится в молоке), но несколько отличается от него аминокислотной последовательно­стью и молекулярной массой — для первого она составляет 76 500, для второго—80 000. Главной функцией лактоферрипа является транспорт железа. Он также выполняет другие функции, например, регулирует поступление железа в организм вскармливаемого детеныша — в зави­симости от степени насыщения железом может предохранять организм от поступления избытка железа или, наоборот, усиливать его адсорб­цию и всасывание через слизистую кишечника. Кроме того, лактофер­рин относится к защитным белкам молока — оказывает бактериоста- тическое действие на кишечную микрофлору, связывая в кишечнике железо и делая его недоступным для микроорганизмов (Е. coli и др.), а также усиливает бактерицидное действие лизоцима и SigA.

Лактоферрин синтезируется в клетках молочной железы, его со­держание в коровьем молоке колеблется от 0,02 до 0,35 мг/см1 (в женском молоке его количество выше и составляет 2„.4 мг/см3), резко повышается (до 1,9 мг/см3) при мастите, а также ? начале и конце лактации (молозиво и стародойное молоко содержат соот­ветственно в 10.„15 и 100 раз больше лактоферрипа, чем нормаль­ное молоко).

Церулоплазмин является медьсодержащим белком с молекуляр­ной массой около 15 000. Содержание церулоплазмина в молоке не­значительно. р2-Микроглобулин (Я2-M) был выделен из коровьего мо­лока н 60-е годы XX в. Гровесом с соавторами, но сначала назван лак — толлином. Позже им была определена первичная структура этого ми­норного белка и доказана идентичность лактоллина и Я,-M.

Протеозо-пептоны по номенклатуре 1976 г. характеризовались как смесь термостабильных, растворимых при pH 4,6, но осаждаемых 12%-ной трихлоруксусной кислотой белков сыворотки. К ним отно­сили компоненты 3, 5 и 8 «медленный» и 8 «быстрый». Компонен­ты 5 и 8, как уже было отмечено ранее, являются фосфопептидами, получаемыми из (3-казеина (они имеют молекулярную массу от 4 ООО до 14 ООО и являются поставщиками фосфора и кальция для ново­рожденного). Компонент 3, представляющий собой гликопротеид и имеющий молекулярную массу около 41 ООО, переходит в сыворотку из состава оболочек жировых шариков, где выполняет функции ин­гибитора протеидлипазы.

Комментарии запрещены.