LACTOFERRINE: STRUCTURE ET FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2024

La lactoferrine, également connue sous le nom d'apolactoferrine ou lactotransferrine, est une glycoprotéine produite par de nombreuses espèces de mammifères ayant la capacité de se lier et de transférer des ions fer (Fe3 +). Elle se trouve dans la plupart des fluides corporels et est liée à la protéine plasmatique de liaison au fer connue sous le nom de «transferrine».

Il a été isolé en 1939 par Sorensen et Sorensen à partir de lait de vache, et près de 30 ans plus tard, en 1960, Johannson a déterminé sa présence dans le lait maternel (son nom dérive de sa classification comme la protéine de liaison au fer la plus abondante au monde). Lait).

Structure de la lactoferrine (Source: Lijealso via Wikimedia Commons)

Des recherches ultérieures ont identifié la lactoferrine dans d'autres sécrétions des glandes exocrines telles que la bile, le suc pancréatique et les sécrétions de l'intestin grêle, ainsi que dans les granules secondaires de neutrophiles, plasmocytes appartenant au système immunitaire.

Cette protéine se trouve également dans les larmes, la salive, le sperme, les fluides vaginaux, les sécrétions bronchiques et nasales et l'urine, bien qu'elle soit particulièrement abondante dans le lait (c'est la deuxième protéine la plus concentrée après la caséine) et colostrum.

Bien qu'au départ, elle ait été considérée simplement comme une protéine ayant une activité bactériostatique dans le lait, c'est une protéine avec une grande variété de fonctions biologiques, bien que toutes ne soient pas liées à sa capacité à transférer des ions fer.

Structure de la lactoferrine

La lactoferrine, comme mentionné, est une glycoprotéine d'un poids moléculaire d'environ 80 kDa, qui est composée de 703 résidus d'acides aminés dont la séquence présente une grande homologie entre différentes espèces. C'est une protéine basique, chargée positivement et avec un point isoélectrique entre 8 et 8,5.

Lobe N et lobe C

Il est constitué d'une seule chaîne polypeptidique qui est repliée pour former deux lobes symétriques appelés le lobe N (résidus 1-332) et le lobe C (résidus 344-703) qui partagent une homologie de 33 à 41% l'un avec l'autre.

Le lobe N et le lobe C sont tous deux constitués de feuillets pliés en β et d'hélices alpha, qui constituent deux domaines par lobe, le domaine I et le domaine II (C1, C2, N1 et N2).

Les deux lobes sont reliés par une région «charnière» qui est constituée d'une hélice alpha entre les résidus 333 et 343, offrant une plus grande flexibilité moléculaire à la protéine.

L'analyse de la séquence d'acides aminés de cette protéine révèle un grand nombre de sites potentiels de glycosylation. Le degré de glycosylation est très variable et détermine la résistance à l'activité protéase ou à un pH considérablement bas. Le saccharide le plus courant dans sa portion glucidique est le mannose, avec environ 3% de sucres hexose et 1% d'hexosamines.

Chaque lobe de lactoferrine est capable de se lier de manière réversible à deux ions métalliques, soit le fer (Fe2 +, Fe3 +), le cuivre (Cu2 +), le zinc (Zn2 +), le cobalt (Co3 +) ou le manganèse (Mn2 +), en synergie avec un ion bicarbonate.

Autres molécules

Il peut également se lier, bien qu'avec une affinité plus faible, à d'autres molécules telles que les lipopolysaccharides, les glycosaminoglycanes, l'ADN et l'héparine.

Lorsque la protéine est liée à deux ions de fer, elle est connue sous le nom d'hololactoferrine, tandis que lorsqu'elle est sous sa forme «libre», elle est appelée apolactoferrine et lorsqu'elle n'est liée qu'à un seul atome de fer, elle est connue sous le nom de lactoferrine monoferrique.

L'apolactoferrine a une conformation ouverte, tandis que l'hololactoferrine a une configuration fermée, ce qui la rend plus résistante à la protéolyse.

Autres formes de lactoferrine

Certains auteurs décrivent l'existence de trois isoformes de la lactoferrine: α, β et γ. La forme lactoferrine-α est désignée comme celle ayant une capacité de liaison au fer et aucune activité ribonucléase. Les formes lactoferrine-β et lactoferrine-γ ont une activité ribonucléase, mais ne sont pas capables de se lier aux ions métalliques.

Caractéristiques

La lactoferrine est une glycoprotéine avec une affinité beaucoup plus élevée pour la liaison au fer que la transferrine, une protéine de transport du fer dans le plasma sanguin, ce qui lui donne la capacité de se lier aux ions fer dans une large gamme de pH.

Étant donné qu'elle a une charge positive nette et qu'elle est distribuée dans divers tissus, il s'agit d'une protéine multifonctionnelle impliquée dans diverses fonctions physiologiques telles que:

- Régulation de l'absorption intestinale du fer

- Processus de réponse immunitaire

- Les mécanismes antioxydants du corps

- Agit comme un agent anticarcinogène et anti-inflammatoire

- C'est un agent protecteur contre les infections microbiennes

- Fonctionne comme un facteur de transcription

- Il est impliqué dans l'inhibition des protéases

- C'est une protéine antivirale, antifongique et antiparasitaire

- Il fonctionne également comme procoagulant et a une activité ribonucléase

- C'est un facteur de croissance osseuse.

Représentation structurale de la lactoferrine et d'un sidérophore d'E. Coli (Source: W. Henley via Wikimedia Commons)

Concernant la lutte contre les infections microbiennes, la lactoferrine agit de deux manières:

- Séquestration du fer sur les sites d'infection (qui provoque une carence nutritionnelle en microorganismes infectieux, agissant comme bactériostatique) ou

- Interagir directement avec l'agent infectieux, ce qui peut provoquer une lyse cellulaire.

Utilisations pharmacologiques

La lactoferrine peut être obtenue directement en étant purifiée à partir du lait de vache, mais d'autres systèmes modernes sont basés sur sa production en tant que protéine recombinante dans différents organismes avec une croissance facile, rapide et économique.

En tant que composé actif de certains médicaments, cette protéine est utilisée pour le traitement des ulcères d'estomac et intestinaux, ainsi que de la diarrhée et de l'hépatite C.

Il est utilisé contre les infections d'origine bactérienne et virale et, en outre, il est utilisé comme stimulant du système immunitaire pour la prévention de certaines maladies comme le cancer.

Sources de lactoferrine dans le corps humain

L'expression de cette protéine peut être détectée dans un premier temps aux deux et quatre stades cellulaires du développement embryonnaire puis au stade blastocyste, jusqu'au moment de l'implantation.

Plus tard, il est mis en évidence dans les neutrophiles et dans les cellules épithéliales des systèmes digestif et reproducteur en formation.

La synthèse de cette protéine est réalisée dans les épithéliums myéloïdes et sécrétoires. Chez un être humain adulte, les niveaux les plus élevés d'expression de la lactoferrine sont détectés dans le lait maternel et le colostrum.

Il peut également être trouvé dans de nombreuses sécrétions muqueuses telles que les fluides utérins, séminal et vaginal, la salive, la bile, le suc pancréatique, les sécrétions de l'intestin grêle, les sécrétions nasales et les larmes. On a constaté que les niveaux de cette protéine changent pendant la grossesse et pendant le cycle menstruel chez les femmes.

En 2000, la production de lactoferrine dans les reins a été déterminée, où elle est exprimée et sécrétée par les tubules collecteurs et peut être réabsorbée dans la partie distale de ceux-ci.

La plupart de la lactoferrine plasmatique chez l'homme adulte provient de neutrophiles, où elle est stockée dans des granules secondaires spécifiques et dans des granules tertiaires (bien qu'à des concentrations plus faibles).

Références

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