β-ラクトグロブリン

β-ラクトグロブリン
β-ラクトグロブリンサブユニットのリボン構造（PDB：3BLG）。Kinemageでレンダリング。
識別子
生物	ウシタウルス
シンボル	ブログ
ユニプロット	P02754
検索する 構造 スイスモデル ドメイン インタープロ

β-ラクトグロブリン（ベータラクトグロブリン、BLG、Bos d 5）は、牛や羊の乳（約3 g/L）の主な乳清タンパク質であり、他の多くの哺乳類にも存在します。注目すべき例外は人間です。その構造、特性、生物学的役割は何度も検討されてきました。^{[1] [2] [3] [4]} BLGは牛乳アレルゲンであると考えられています。^{[5] [6]}

ホエーの主なタンパク質はβ-ラクトグロブリンで、次に α-ラクトアルブミンが続きます（β-ラクトグロブリン ≈⁠ ⁠65%、α-ラクトアルブミン ≈⁠⁠ ⁠25%、血清アルブミン ≈⁠⁠ ⁠8%、その他 ≈⁠⁠ ⁠2%）。β-ラクトグロブリンはリポカリンタンパク質であり、多くの疎水性分子と結合できるため、それらの輸送に役割を果たしていると考えられます。β-ラクトグロブリンは、シデロフォアを介して鉄と結合できることも示されており^[7]、病原体と戦う役割を果たす可能性があります。摂取すると、BLGは複合鉄をヒトの免疫細胞に運ぶことができ、それによってこれらの細胞に微量栄養素を提供し、免疫寛容に関与します。^{[8] [9]} β-ラクトグロブリンの相同体はヒトの母乳には存在しません。^[10]

いくつかの変異体が特定されており、牛の主なものはAとBと呼ばれています。豊富に存在し、精製が容易なため、幅広い生物物理学的研究が行われています。その構造は、X線結晶構造解析とNMRによって何度も決定されています。^[11] β-ラクトグロブリンは、その特性が乳製品や加工においてさまざまな利点や欠点をもたらす可能性があるため、食品業界にとって直接的な関心事です。^[12]

ウシβ-ラクトグロブリンは、162残基、18.4 kDaの比較的小さなタンパク質です。生理学的条件下では主に二量体ですが、pH 3以下では単量体に解離し、 NMRを使用して決定された天然の状態を維持します。 ^[13]逆に、β-ラクトグロブリンは、さまざまな自然条件下では四量体^[14] 、八量体^[15]、およびその他の多量体^[16]の凝集体としても存在します。

β-ラクトグロブリン溶液は、天然構造が凝集できるほど不安定になると、さまざまな条件下でゲルを形成します。 ^{[17]低pHおよび低}イオン強度で長時間加熱すると、透明な「細い」ゲルが形成され、タンパク質分子が長く硬い繊維に集まります。

β-ラクトグロブリンは牛乳の皮膜の主成分で、牛乳が沸騰すると凝固して変性します。変性すると、β-ラクトグロブリンは牛乳の表面に薄いゼラチン状の膜を形成します。

このタンパク質の折り畳み中間体は、光分光法と変性剤を用いて研究することができる。このような実験では、本来の構造がベータシートであるにもかかわらず、純粋にアルファヘリックスで構成された珍しいが重要な中間体が示される。おそらく、進化は折り畳みプロセス中の凝集を避けるためにヘリカル中間体を選択したと考えられる。^[18]

牛乳は既知のアレルゲンであるため、^[5]欧州連合の製造業者は、ラベル表示がEC指令の要件を満たしていることを確認するために、β-ラクトグロブリンの有無を証明する必要があります。食品検査研究所は、酵素結合免疫吸着法を使用して、食品中のβ-ラクトグロブリンを特定し、定量することができます。β-ラクトグロブリンは主要なアレルゲンであると考えられていますが、生乳の摂取による保護効果は、ホエー画分のタンパク質含有量、つまりβ-ラクトグロブリンの含有量に依存することが示されています。^[19]一方でアレルゲンであり、他方で保護作用があるというこの大きな対照は、現在、微量栄養素を運ぶ能力と関連付けられています。β-ラクトグロブリンが微量栄養素を運ぶと、寛容原性として作用し、アレルギーの発症を防ぎます。しかし、負荷がなくなると、アレルゲンに変わります。^{[20] [21] [22]}

微生物トランスグルタミナーゼによるβ-ラクトグロブリンの実験室での重合は、IgE媒介牛乳アレルギーの子供と成人におけるアレルギー性を低下させる。^[23]

2018年に遺伝子組み換え牛が育てられたことが発表されました。^[6]牛は受精卵を介した削除プロセスによってβ-ラクトグロブリン産生遺伝子が除去されています。目標は、このアレルゲンのない牛乳を生産することです。^[6]

2023年9月、欧州イノベーション評議会は、キサントバクター水素酸化細菌、二酸化炭素、電気を利用してBLGを生産することを目指すソーラーフーズのHydrocowプロジェクトに資金を提供しました。 ^{[24] [25]}

• カゼイン