Lactoferrin

Lactoferrin (genauer: Lactotransferrin, aus lateinisch lacteus ‚Milch‘ und lat. ferrum ‚Eisen‘ und lat. transferre ‚hinübertragen‘) ist ein in Säugetieren vorkommendes Protein mit multifunktionalen Enzymaktivitäten.

Lactoferrin
Bändermodell nach PDB 1B0L
Vorhandene Strukturdaten: 1B0L, 1BKA, 1CB6, 1DSN, 1EH3, 1FCK, 1H43, 1H44, 1H45, 1HSE, 1L5T, 1LCF, 1LCT, 1LFG, 1LFH, 1LFI, 1LGB, 1N76, 1SQY, 1U62, 1VFD, 1VFE, 1XV4, 1XV7, 1Z6V, 1Z6W, 2BJJ, 2DP4, 2GMC, 2GMD, 2HD4, 2PMS
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	691 Aminosäuren
Bezeichner
Gen-Namen	LTF GIG12; HEL110; HLF2; LF
Externe IDs	OMIM: 150210 UniProt: P02788 MGI: 96837
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	3.4.21.-, Serinprotease
MEROPS	S60.001
Reaktionsart	Spaltung einer Peptidbindung
Substrat	X-Arg-Ser-Arg-Arg-*-Y oder X-Arg-Arg-Ser-Arg-*-Y
Produkte	Y + X-Arg-Ser-Arg-Arg oder X-Arg-Arg-Ser-Arg
Vorkommen
Homologie-Familie	Transferrin
Übergeordnetes Taxon	Euteleostomi
Orthologe
Mensch	Hausmaus
Entrez	4057	17002
Ensembl	ENSG00000012223	ENSMUSG00000032496
UniProt	P02788	P08071
Refseq (mRNA)	NM_001199149	NM_008522
Refseq (Protein)	NP_001186078	NP_032548
Genlocus	Chr 3: 46.44 – 46.49 Mb	Chr 9: 111.02 – 111.04 Mb
PubMed-Suche	4057	17002

Evolution

Lactoferrin gehört zur Proteinfamilie der Transferrine. Transferrine kommen nicht nur bei Säugetieren vor, homologe Gene finden sich auch bei anderen Wirbeltieren und Wirbellosen.

Eigenschaften und Vorkommen

Lactoferrin besitzt sowohl antivirale als auch antimikrobielle Eigenschaften. Es fungiert einerseits als Peptidase (Spaltung von Peptiden), weshalb es der Gruppe der Serinproteasen zugeordnet wird, aber auch als eisen-bindendes Protein – ähnlich dem Transferrin – und zeigt zusätzlich Desoxyribonuklease- und Ribonuklease-Aktivitäten, womit es den Nukleasen (EC 3.1.21.1) zugerechnet wird. Außerdem ist es ein starker Inhibitor für Tryptase.

Lactoferrin ist in vielen Körperflüssigkeiten der Säugetiere, in deren Milch, Tränen, Speichel, Schweiß, Vaginalsekret, Seminalplasma, Nasen- und Bronchialsekret sowie anderen Sekreten zu finden. Außerdem ist es in weißen Blutkörperchen lokalisiert.

Schon kleine Mengen entfalten enorme biologische Aktivität. Ein Liter Kuhmilch enthält 0,1 g Lactoferrin. Es ist nur zu einem geringen Teil mit Eisen gesättigt und kann mehr als das Fünffache seiner ursprünglichen Eisenladung binden.

Außerdem beeinflusst es die Zellteilung und stimuliert das Zellwachstum. Es entfaltet auch immunologische Wirkungen, indem es das Wachstum von Lymphozyten fördert.

Antibakterielle Schutzfunktion

Vom Organismus wird Lactoferrin eingesetzt, um Bakterien das lebensnotwendige Eisen zu entziehen. Da Bakterien essentiell auf Eisen angewiesen sind, wirkt die Eisenverarmung antibakteriell. Als Protease ist Lactoferrin in der Lage, mehrere für die Besiedlung wichtige Proteine des Krankheitserregers Haemophilus influenzae zu zerstören. Insbesondere die in der menschlichen Muttermilch vorkommende Konzentration an Lactoferrin kann die bei Kleinkindern oft auftretenden Atemwegsinfektionen mit diesem Keim verhindern. Außerdem beeinträchtigt es in Shigella und pathogenen Escherichia coli das Typ III-Sekretionssystem. Von Leukozyten freigesetzt, ist es so auch Teil des Immunsystems.

Virale Interaktionen

Infektionen mit HTLV-1 über Muttermilch oder Seminalplasma werden durch Lactoferrin begünstigt. Auf der anderen Seite kann das Protein die Replikation des HIV-1 verhindern.

Verwendung

Mehrere Untersuchungen zu Beginn des 21. Jahrhunderts zeigen bemerkenswerte Ergebnisse bei der Behandlung chronischer Parodontitis.

Wegen seines breiten Wirkspektrums ist die pharmazeutische Industrie an diesem Protein interessiert. Industriell wird es aus Milch und Molke isoliert. Es wird in Baby- und Sportlernahrung, sowie in Kosmetika, Kaugummis und Functional Foods eingesetzt.

Wie eine Studie des Journal of the American Medical Association aus dem Jahr 2009 zeigte, kann die Gabe von Lactoferrin an Neugeborene mit Untergewicht (< 1500 g Geburtsgewicht) das Auftreten einer Sepsis sowie die Sepsis-assoziierte Mortalität signifikant und klinisch relevant senken.

Literatur

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Einzelnachweise

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