Α-락트알부민

α-락트알부민(α-lactalbumin)은 알파-락트알부민(alpha-lactalbumin)과 LALBA로도 알려져 있으며, 사람에서 LALBA 유전자에 의해 암호화되는 단백질이다.

 개요 

α-락트알부민은 거의 모든 포유류 종의 젖에서 락토스 생산을 조절하는 단백질이다. 영장류에서 α-락트알부민 발현은 호르몬인 프로락틴에 반응하여 상향 조절되고 락토스의 생산을 증가시킨다.

α-락트알부민은 락토스 신타아제(LS) 이종이합체의 조절 소단위를 형성하고 β-1,4-갈락토실트랜스퍼라아제(beta4Gal-T1)는 촉매 성분을 형성한다. 이 단백질들은 함께 LS가 포도당으로 갈락토스 부분을 전달하여 락토스를 생산할 수 있도록 한다. 다중체로서 α-락트알부민은 칼슘 및 아연 이온과 강하게 결합하며 살균 또는 항종양 활성을 가질 수 있다. 위와 같은 산성 환경에서 형성될 수 있는 인간 α-락트알부민의 접힘 변이체인 HAMLET은 종양 세포 및 미성숙 세포에서 세포자살을 유도하는 것으로 보인다. 따라서 α-락트알부민의 해당 접힘 역학은 매우 특이하다.

갈락토실트랜스퍼라아제인 Gal-T1과 복합체를 형성할 때, α-락트알부민은 효소의 포도당에 대한 친화도를 약 1000배 증가시키고 여러 갈락토스 단위의 중합 능력을 억제한다. 이는 Gal-T1을 락토스 신타아제로 전환하여 락토스를 형성하는 경로를 제공한다.

 물리적 특성 

α-락트알부민의 구조는 잘 알려져 있으며 123개의 아미노산과 4개의 이황화 결합으로 구성되어 있다. 분자량은 14178 Da이며, 등전점은 4.2에서 4.5 사이다. α-락트알부민은 홀로-상태(holo-state)와 아포-상태(apo-state)의 두 가지 주요 형태를 가지고 있다. 홀로-상태는 자연적인 형태이며, 접혀 있고 칼슘과 결합되어 있다. 아포-상태는 산성 조건에서 발생하며 칼슘 이온 방출 및 베타 시트 펼침과 관련이 있다. 베타-락토글로불린과의 주요 구조적 차이점 중 하나는 공유 결합 응집 반응의 시작점이 될 수 있는 자유 티올기가 없다는 것이다. 결과적으로 순수한 α-락트알부민은 변성 및 산성화 시 겔을 형성하지 않는다. α-락트알부민은 아래에서 볼 수 있는 단일의 강한 칼슘 결합 부위를 가진 Ca2+ 결합 단백질이다. 칼슘은 세 개의 아스파르트산 잔기(Asp 82, 87, 88)의 카복실기(파란색)와 라이신 79 및 아스파르트산 84의 카보닐기(보라색)에 결합한다. 이 결합은 두 개의 물 분자(빨간색)에 의해 조정된다. 이 잔기 결합 부위는 α-락트알부민을 함유하는 대부분의 종에서 보존된다.

alt=이것은 LALBA의 칼슘 결합 부위이다. 녹색으로 표시된 칼슘 이온은 두 개의 물 분자(빨간색)에 둘러싸여 있다. 보라색 잔기는 Lys79와 Asp84의 카보닐 결합 부위이다. 파란색은 Asp82, Asp87, Asp 88의 카복실기를 보여준다.|frameless|331x331px

 진화 

α-락트알부민의 서열 비교는 리소자임, 특히 Ca2+ 결합 c-리소자임과의 강한 유사성을 보여준다. 이 두 단백질은 물리적 구조의 많은 부분을 공유하지만 아미노산 서열의 절반 미만이 동일하여 기능적으로는 크게 다르다. 따라서 예상되는 진화 역사는 c-리소자임의 유전자 중복 이후 돌연변이가 발생하여 α-락트알부민에서 리소자임 촉매 활성을 상실한 것이다. 이 유전자는 포유류와 조류의 마지막 공통 조상보다 앞서 존재하며, 이는 약 300Ma에 그 기원이 있다고 추정된다.

 기능 
현재 연구는 생리적 락토스 생산 외에 α-락트알부민의 새로운 응용 분야를 찾고 있다.

 영양 
α-락트알부민은 신생아 영양에 필수적이다. 이 단백질은 최적의 성장, 발달 및 건강에 필요한 필수 아미노산과 생리활성 화합물을 제공한다. α-락트알부민은 사람 젖에서 가장 풍부한 유청 단백질이며, 그 특성은 모유 성분을 모방하기 위해 유아용 조제유에 포함되도록 연구되어 왔다. 이 단백질은 가지사슬 아미노산, 시스테인, 트립토판 잔기의 강력한 공급원이며, 각각 관련 건강상의 이점을 가지고 있다.

 임상 용도 
α-락트알부민은 여러 다양한 의학적 질환과 관련하여 연구되었으며 긍정적인 결과와 상관 관계가 있다고 생각된다. 이러한 이점 중 많은 부분이 구성하는 생리활성 화합물과 단백질의 복합체 결합 능력 때문이다.

 다낭성 난소 증후군 
다낭성 난소 증후군(PCOS)은 α-락트알부민 수치가 높을수록 증상 완화와 관련이 있는 질환 중 하나이다. 이 질환은 장내벽의 염증과 미생물군 불균형으로 인한 장내 미생물 불균형과 밀접하게 관련되어 있다. α-락트알부민은 락토바실러스 아시도필루스, 비피도박테리움 쇼르트, 비피도박테리움 롱굼과 같은 건강한 세균 균주를 촉진한다. 이 세균들은 장내 미생물총을 개선하는 짧은 사슬 지방산(SCFA)을 생성한다. 통제된 연구에서 α-락트알부민이 더 많이 함유된 식단을 섭취한 그룹은 다낭성 난소 증후군 관련 증상이 감소하고 건강한 세균 수치가 더 높았다. 이 질환에 대한 치료법은 없지만, 단기적인 해결책이 될 수 있다.

 정신 건강 
α-락트알부민은 정신 건강 개선과 관련된 아미노산의 공급원이다. 이 단백질은 긍정적인 기분과 관련된 신경전달물질인 세로토닌의 전구체인 트립토판 잔기가 풍부하다. 또한 이 단백질은 호르몬 균형을 돕는 다른 큰 중성 아미노산(LNAA)의 혈장 농도를 증가시킨다. 시스테인 잔기는 중요한 항산화제인 글루타티온 합성을 돕는다.

 암 
α-락트알부민이 올레산과 결합하여 HAMLET(종양 세포에 치명적인 인간 알파-락트알부민)이라는 복합체를 형성할 때 잠재적으로 가질 수 있는 세포자살 효과에 대한 광범위한 연구가 있었다. 이 HAMLET 복합체는 결합 시 막의 구조를 파괴하여 유기체의 무결성을 보호하기 위해 세포 사멸을 촉진한다. 이 복합체는 암세포의 핵으로 전위될 수 있지만 건강한 세포의 핵으로는 전위되지 않는다. 암세포 내에서 이 단백질-OA 복합체는 수많은 연구에서 종양의 진행을 늦추는 것으로 나타났다. α-락트알부민의 자연 상태는 이러한 동일한 항암 기능을 보이지 않으므로, 올레산이 세포자살 기능을 발현하는 반면 α-락트알부민은 결장암, 방광암, 교모세포종 암세포와 같은 특정 세포주를 표적으로 삼는 역할을 하는 것으로 보인다.

 각주 

 더 읽어보기 




















 외부 링크 



분류:젖