Bioaktív peptidek technológiáinak fejlesztése



Hasonló dokumentumok
Szerkesztette: Vizkievicz András

A sejtek élete. 5. Robotoló törpék és óriások Az aminosavak és fehérjék R C NH 2. C COOH 5.1. A fehérjeépítőaminosavak általános

Fejezet a Gulyás Méhészet által összeállított Méhészeti tudástár mézfogyasztóknak (2015) ismeretanyagból. A méz. összetétele és élettani hatása

AMINOSAVAK, FEHÉRJÉK

Mikroorganizmusok patogenitása

Mikroorganizmusok patogenitása

IPARI ENZIMEK 2. Proteázok. Alkalikus proteázok. Pécs Miklós: Biotermék technológia fejezet: Ipari enzimek 2.

Aminosavak, peptidek, fehérjék

Royal Jelly (Méhanya-pempő) Első Magyar Apiterápia Konferencia Budapest. Medicus curat, natura sanat.

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

A Globális regulátor mutációknak mint az attenuálás lehetőségének vizsgálata Escherichia coli-ban

A faanyag kémiai átalakulása / átalakítása

Inzulinutánzó vanádium-, és cinkkomplexek kölcsönhatásának vizsgálata vérszérum fehérjékkel

Fizika, kémia a konyhában

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

Bioinformatika előad


Sportélettan zsírok. Futónaptár.hu

Fehérjeszerkezet, fehérjetekeredés

SPORT ÉS A REKOMBINÁNS DNS TECHNIKÁK, BIOTECHNOLÓGIÁK

TestLine - Biogén elemek, molekulák Minta feladatsor

6. Zárványtestek feldolgozása

A CSONTPÓTLÓ MŰTÉTEK BIOLÓGIAI ALAPJAI, A JÖVŐ LEHETŐSÉGEI

Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok. BME Anyagtudomány és Technológia Tsz.

Eszközszükséglet: Szükséges anyagok: tojás, NaCl, ammónium-szulfát, réz-szulfát, ólom-acetát, ecetsav, sósav, nátrium-hidroxid, desztillált víz

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

AZ EMBERI MIKROBIOM: AZ EGYÉN, MINT SAJÁTOS ÉLETKÖZÖSSÉG Duda Ernő

A fehérjék hierarchikus szerkezete

EURÓPAI PARLAMENT. Ülésdokumentum

m n 3. Elem, vegyület, keverék, koncentráció, hígítás m M = n Mértékegysége: g / mol elem: azonos rendszámú atomokból épül fel

Európában egy 1803-ból származó enciklopédia megerősítette jótékony tulajdonságait. Goethe

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

DR. IMMUN Egészségportál. A haj számára nélkülözhetetlen vitaminok, ásványi anyagok és nyomelemek

A fehérjék szerkezete és az azt meghatározó kölcsönhatások

VERSENYTANÁCS Budapest, Alkotmány u Fax:

Az endokrin szabályozás általános törvényszerűségei

I. MELLÉKLET ALKALMAZÁSI ELŐÍRÁS

Nemszinaptikus receptorok és szubmikronos Ca2+ válaszok: A két-foton lézermikroszkópia felhasználása a farmakológiai vizsgálatokra.

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (25/2014 (VIII.26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Fehérjeszerkezet, és tekeredés. Futó Kinga

A szénhidrátok lebomlása

Hidrogén előállítása tejcukor folyamatos erjesztésével

INTERFERONI GAMMA-1B SOLUTIO CONCENTRATA. Tömény gamma-1b-interferon-oldat

Az élő szervezetek menedzserei, a hormonok

7.4. Tömény szuszpenziók vizsgálata

A borok tisztulása (kolloid tulajdonságok)

Biomolekuláris kölcsönhatások vizsgálata felületi plazmonrezonancia elvén működő Biacore keszülékkel

Az ember fogképlete. Az emésztõrendszer felépítése. zománc. dentin. korona. szájüreg. garat nyelv nyelõcsõ. fogüreg erekkel, idegekkel.

Ph.D. értekezés tézisei. Dürgő Hajnalka. Témavezető: Dr. Medzihradszky-Fölkl Katalin. Biológia Doktori Iskola. MTA SZBK Biokémiai Intézet SZTE TTIK

MIT TUDOK A TERMÉSZETRŐL? INTERNETES VETÉLKEDŐ KÉMIA FELADATMEGOLDÓ VERSENY

A szénhidrátok lebomlása

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

Az élelmiszerek romlásos jelenségei

4. SZERVES SAVAK. Az ecetsav biológiai előállítása SZERVES SAVAK. Ecetsav baktériumok. Az ecetsav baktériumok osztályozása ECETSAV. 04.

A NYÚL KAPPA-KAZEIN GÉN TRANSZGÉNIKUS ÁLLATOKBAN

VÍZTISZTÍTÁS, ÜZEMELTETÉS

Kocák tejtermelési zavara és ami mögötte van dr. Dobos László

Az ABCG2 multidrog transzporter fehérje szerkezetének és működésének vizsgálata

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

1. Bevezetés. Mi az élet, evolúció, információ és energiaáramlás, a szerveződés szintjei

Nemzeti Akkreditáló Testület. BŐVÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

TRANSZPORTFOLYAMATOK 1b. Fehérjék. 1b. FEHÉRJÉK TRANSZPORTJA A MEMBRÁNONOKBA ÉS A SEJTSZERVECSKÉK BELSEJÉBE ÁLTALÁNOS

Vályogfalazat nyomószilárdsági vizsgálata

2006R1907 HU

A vér folyékony sejtközötti állományú kötőszövet. Egy átlagos embernek 5-5,5 liter vére van, amely két nagyobb részre osztható, a vérplazmára

4. FEHÉRJÉK. 2. Vázanyagok. Az izmok alkotórésze (pl.: a miozin). Inak, izületek, csontok szerves komponensei, az ún. vázfehérjék (szkleroproteinek).

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

A felvétel és a leadás közötti átalakító folyamatok összességét intermedier - köztes anyagcserének nevezzük.

STOP jégmentesítő karbonát

Az örökítőanyag. Az élőlények örökítőanyaga minden esetben nukleinsav (DNS,RNS) (1)Griffith, (2)Avery, MacLeod and McCarty (3)Hershey and Chase

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Sporttáplálkozás. Étrend-kiegészítők. Készítette: Honti Péter dietetikus július

BIZTONSÁGI ADATLAP az 1907/2006/EK (REACH) és a 2015/830/EU rendeleteknek megfelelően

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Glükoproteinek (GP) ELŐADÁSVÁZLAT ORVOSTANHALLGATÓK RÉSZÉRE

I. Szennyvizekben, szennyezett talajokban a biológiai oxigénigény mérése

Endokrinológia. Közös jellemzők: nincs kivezetőcső, nincs végkamra - hámsejt csoportosulások. váladékuk a hormon

A baktériumok szaporodása

A neuroendokrin jelátviteli rendszer

IX. Szénhidrátok - (Polihidroxi-aldehidek és ketonok)

IPARI ENZIMEK IPARI ENZIMEK ENZIMEK ALKALMAZÁSAI MEGOSZLÁS IPARÁGAK SZERINT IPARI ENZIMEK PIACA IPARI ENZIMEK FORRÁSAI

3. Aminosavak gyártása

Részletes szakmai beszámoló a sz. OTKA pályázat támogatásával elvégzett munkáról és a kapott eredményekről

Egy idegsejt működése

Az élelmiszerek mikrobiális ökológiája. Mohácsiné dr. Farkas Csilla

1. ábra: A hasnyálmirigy Langerhans-szigete

Az infravörös spektroszkópia analitikai alkalmazása

7. előadás: A plazma mebrán szerkezete és funkciója. Anyagtranszport a plazma membránon keresztül.

6. A TALAJ KÉMIAI TULAJDONSÁGAI. Dr. Varga Csaba

A replikáció mechanizmusa

Mometazon furoát (monohidrát formájában)

Colostrum ESSENS. Természetesen tiszta termék

3. Kombinált, amelynek van helikális és kubikális szakasza, pl. a bakteriofágok és egyes rákkeltő RNS vírusok.

A 2007/2008. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatlapja. KÉMIÁBÓL I. kategóriában ÚTMUTATÓ

Immunhisztokémiai módszerek

Sejttenyésztési alapismeretek

A másodlagos biogén elemek a szerves vegyületekben kb. 1-2 %-ban jelen lévő elemek. Mint pl.: P, S, Fe, Mg, Na, K, Ca, Cl.

MTA DOKTORI ÉRTEKEZÉS

MAGYAR ÉLELMISZERKÖNYV (Codex Alimentarius Hungaricus)

Átírás:

Bioaktív peptidek technológiáinak fejlesztése BIOAKTÍV PEPTIDEK A kolosztrum kitűnő fehérjeforrás, melyben az esszenciális aminosavak és más organikus nitrogén-forrásként szolgáló vegyületek rendkívül nagy koncentrációban vannak jelen. A kolosztrumban lévő fehérjék két nagy csoportra oszthatók a 20 o C-on 4,6 ph-érték mellett mutatott oldhatósága alapján. Az ilyen körülmények között oldhatatlan frakciót kazeinfehérjéknek, míg az oldható frakciót savófehérjéknek nevezik. Mindkét csoport egyedülálló fizikokémiai és biológiai tulajdonságokkal rendelkezik. A kolosztrumban a két fehérjecsoport abszolút koncentrációja és egymáshoz viszonyított aránya alapvetően eltér a normál tejre jellemző értékektől. A kolosztrumban ugyanis a meghatározó fehérjefrakciót a savófehérjék adják, melyek koncentrációja (az ellést követő hatodik órában) eléri a 7,58,5%-ot (tejben ez az érték mindössze 0,6 0,8%), míg a kazeinfehérjék mennyisége ugyanekkor ennek csupán mintegy 60%-a, 4,5 5,5% (tejben ez az érték 2,63,0%). Mindennek megfelelően a savófehérje : kazein százalékos arány kolosztrumban átlagosan 62:38, normál tejben pedig 20:80. A megváltozott arányokat a kolosztrumban a savófehérjék közé tartozó immunfehérjék rendkívül magas koncentrációja okozza, amely azonban az ellés után eltelt idő függvényében rendkívül gyosran csökken és - amint azt az erre vonatkozó vizsgálataink is egyértelműen mutatták - az 57. napon eléri a normál tejre jellemző értékeket. A kolosztrum többféle bioaktív fehérjét tartalmaz, melyeket összefoglalóan az 1. táblázat szemléltet. A szakirodalomban a kolosztrum biológiai értékeit általában elsődlegesen a benne található immuno-globulinokhoz (Igs) (IgG1, növekedési faktor ("inzulinszerű" (insulin-like) növekedési faktor-1 - IGF-1, béta-2 "átalakító" (transforming) növekedési faktor - TGF-β2), a növekedési hormonhoz (GH), valamint egyéb bioaktív vegyületekhez (laktoferrin, lizozim, laktoperoxidáz, stb.) kapcsolják. A legújabb kutatások azonban azt mutatják, hogy a kolosztrum fehérjefrakciója számos egyéb, elsődlegesen a kazein-fehérjékhez kapcsolódó biológiailag aktív komponenst, ill. anyagot tartalmaz. A kazein nem egységes fehérje, szerkezetileg egymástól különböző egyedi fehérjékből áll, melyek közül legfontosabbak az α s1 -, α s2 -, ß-, and κ-kazeinek. Az individuális kazein-fehérjék viszonylag kis molekulájú fehérjék, átlagos molekulatömegük 20 25 kd. Elsődleges szerkezetüket a magas prolin-koncentráció jellemzi, aminek következtében bizonyos másodlagos struktrúrák (α-hélixek ß-redők és ß-spirálok) nem alakulnak ki. 1

1. Táblázat. A kolosztrum bioaktív fehérje-komponensei Protektív Proteinek Immunoglobulinok Proteose pepton frakció Laktoferrin Transzferrin Növekedési Faktorok Epidermálisn övekedési faktor (EGF) Szöveti növekedési faktor ß (TGFß) Inzulin-szerű növekedési faktor (IGF-1) Enzimek Laktoperoxidáz Lysozyme Plasmin Xanthin oxidáz Glukóz oxidáz Hormonok Thyrotropin felszabadító hormon (TRH) Prolaktin Somatostatin (SIH) Calcitonin Inzulin Relaxin Thyroid stimuláló hormon (TSH) Gastrin kibocsátó peptid (GRP) Adrenocorticotropichormone (ACTH) A kazeinfehérjék a kolosztrumban (a tejhez hasonlóan) elsődlegesen viszonylag nagyméretű kazein-micellák formájában vannak jelen, amelyekben a különböző kazein monomerek kalcium-foszfát részecskékkel asszociálódnak. A kazein micellák szerkezetére vonatkozóan többféle model létezik, de az irodalom egységes abban, hogy ezek gömb alakú, átlagosan 100 nm átmérőjű részecskék, amelyek diszperz rendszert alkotnak a környezetüket jelentő laktózt, különböző sókat és a savófehérjéket tartalmazó vizes fázissal. A micellában található, teljes mértékű hidrazinnal végzett deproteinálást követő izolációval kinyert kalcium-foszfát egységes szerkezetű, rendkívül finom eloszlású granuláris anyag, amely az elektronmikroszkópos vizsgálatok szerint átlagosan 2,5 nm átmérőjű alegységekből felépülő konglomerátumokból áll. A korábbi feltételezésekkel ellentétben a legújabb kutatások azt bizonyították, hogy a nanométeres méretű ion-klaszterek formájában jelen lévő calcium foszfát és a kazeinek között nincs kovalens kapcsolat, ezért a kazein micellák szerkezetileg ún. asszociációs kolloidoknak tekinthetők. A kazein micellák stabilizálják a bennük lévő kalcium- és foszfát-ionokat, így közvetlenül elérhetővé és felhasználhatóvá teszik azokat a szervezet számára a csontok és a fogak felépítéséhez, ill. remineralizálásához. 2

A kazein-fehérjék a micellárisan kialakuló kalcium-foszfát komplexek révén nélkülözhetetlen funkciót töltenek be a patológiás kalcifikáció kialakulásának megelőzésében, ill. a kalcium szöveteken belüli, ill. magas kalciumtartalmú testfolyadékokban történő szállításának szabályozásában is. A kazein micellákat rendkívül nagy kolloidikai stabilitás jellemzi, melynek következtében szerkezetük még rendkívül magas hőmérsékletű hőkezelés, nagy koncentrációjú sóoldattal, ill. etanollal történő kezelés, vagy fagyasztva szárítás során is változatlan marad. Ez a sajátság feltehetően azzal magyarázható, hogy a micella felületét teljes mértékben az amfipatikus karakterű, C-terminális oldalán glikolizált κ-kazein fehérje lineáris fonalaiból álló bolyhos struktúrájú védőréteg borítja be, amely sztérikusan stabilizálja a komplexet. Valamennyi kazeint genetikai polimorfizmus jellemzi és poszt-transzlációs változások játszódnak le a molekulák foszforilezett, ill. szénhidrátokat tartalmazó oldalláncaiban. A kazein-fehérjék relative hidrofób tulajdonságúak, de a komplex agglomerátumaik tartalmaznak hidrofil szegmenseket, melyek révén emulzifikáló, ill. habképző sajátságokkal is rendelkeznek. Az újabb kutatások egyértelműen igazolták, hogy a kazein-fehérjék fontos prekurzorai különböző fiziológialig funkcionális komponenseknek, melyek közül kiemelkedő fontosságúak a kazeinek lebomlása során keletkező, ún. bioaktív kazein-makropeptidek (Casein Macro Peptides = CMP), amelyek az eredeti protein-szekvenciában inaktívak, de enzimatikus hidrolízist követően aktiválódnak. Ezeknek az anyagoknak számos biológiai funkciót tulajdonítanak, melyek közül legfontosabbak a következők: digesztív és gasztrointestinális funkciók modulálása; hemo-dinamikus reguláció (hipertenzió és gasztrikus véráramlás szabályozása); anti-kariogenicitás; fájdalomcsillapító hatás; immunoregláció; antimikrobiális effektus. A kazein makropeptidek ún. indukált bioaktív komponensek (IBCs), amelyek aktivitása proteolitikus hidrolízis és /vagy immunreakció következtében jön létre. A kolosztrumban lévő fehérjék enzimatikus hidrolízise, és így a bioaktív peptidek keletkezése történhet in vivo a tőgy-mirigyekben, illetve a kolosztrumot elfogyasztó egyed emésztőrendszerében, de előidézhető in vitro körülmények között proteáz enzimek hozzáadásával is. Az immunológiai eredetű bioaktív komponensek a szarvasmarha vakcinációja következtében keletkező antitestek révén jöhetnek létre. A kazeinekből származtatható biofunkcionális makropeptidek két alapvető csoportba sorolhatóak: Kazein-foszfo-makropeptidek (kazein-foszfopeptidek, CPP-k) Kazein-glikomakropeptidek (GMP-k) 3

KAZEIN-FOSZFO-MAKROPEPTIDEK A kazein-foszfo-makropeptidek (CPP-k) foszforilezett kazein eredetű peptidek, amelyek a különböző (α s1 -, α s2 -, és ß-) kazein-fehérjék tripszines emésztése (vagy in vitro enzimes kezelése) során keletkeznek oly módon, hogy az enzimes hidrolízis hatására a kazein molekulák N-terminális végéről, az ott elhelyezkedő nagy mennyiségű foszforilált szeril egységet tartalmazó foszfopetidek lehasadnak. A kazein-foszfo-makropeptidek legtöbbjének aminosav-szekvenciájában megtalálható egy specifikus glutamil egységhez kapcsolt szerin-foszfát klaszter, amelyben három foszfoszeril csoporthoz két glutaminsav molekula kapcsolódik. Ez az aminosav-együttes erősen negatív töltésű, így elsősorban ez a rész a makropeptidek ásványi anyag megkötődési helye. A hipotézisek szerint ezen foszfo-szeril allokációk határozzák meg a kazein kalcium-foszfát interakciókat, és ezen keresztül ezek biztosítják a kazein micellák kialakulását és stabilitását. A kazein foszfopeptid-komplexekben található kalcium-foszfát biológiailag könnyen hozzáférhető, jó hatásfokkal szívódik fel, és így alapvető fontosságú a humán szervezet remineralizációjában. A különböző kazein-foszfopetidek kalcium-megkötő képessége eltérő, elsősorban attól függően, hogy a peptid milyen típusú kazeinből származtatható. A kelátképző aktivitás az egyes peptidek között az α s2 -kazein > α s1 -kazein > ß-kazein > κ-kazein sorrendben csökken. A szarvasmarha kolosztrum az ellés utáni időszakban átlagosan 60 mm kalciumot és 33 mm szervetlen foszfátot tartalmaz oldat fázisban. Mindkét ásványi anyag jelentős hányada (így a kalcium 68%-a, a foszfor 47%-a) a fehérjékkel asszociált formában található, elsődlegesen az α S1 -, α S2 -, β-, és κ-kazeinekhez kapcsolódva. Az α S1 -, α S2 - és β-kazeinek számos foszfoszerin (SerP) egységet tartalmaznak specifikus Ser(P)3-Glu2 elrendezésben. Alapvetően a kalciumfoszfáttal létrejövő interakciók ezeken a foszforilált szerin-glutamin egységeken keresztül jönnek létre. A kazein micelláknak az a különleges sajátsága, hogy képesek a kalcium- és foszfát-ionokat stabilan oldott állapotban és biológiailag elérhető formában tartani, főként ezeknek a tripszines bontás során keletkező többszörösen foszfozilezett kazein-foszfomakropeptideknek köszönhető. A legnagyobb koncentrációban jelenlévő tripszines CPP komponensek a β-cn(1 25) és az αs1-cn(59 79), míg az αs2-cn(46 70) és az αs2-cn(1 21) kisebb mennyiségben fordulnak elő. A négy főbb CPP aminosav-szekvenciáját az 2. táblázat mutatja. Amint a táblázatból jól látható, ezen peptidek mindegyike tartalmazza a Ser(P) 3-Glu 2 szekvenciájú csoportot, a három egymásután következő foszfoszerin egységgel. Ez a szekvencia kritikus a molekula kalcium- és foszfor megkötő-képessége tekintetében. A kazein-foszfo-makropeptidek semleges és alkalikus ph-tartományban stabilizálják a kalcium- és foszfát-ionokat, ahol olyan metastabil oldatot képeznek, amely a bázikus kalciumfoszfát fázis tekintetében túltelített. 4

Ilyen körülmények között a CPP-k a saját tömegükkel megegyező kalcium- ill. foszfát megkötésére képesek. 2. Táblázat. A főbb CPP foszfo-makropolipeptidek aminosav szekvenciája Kazein-fragmentum Aminosav-szekvencia α s1 -f(59 79) -gln-met-glu-ala-glu-ser(p)-ile-ser(p)-ser(p)-ser(p)- glu-gluile-val-pro-asn-ser(p)-val-glu-gln-lys- α s1 -f(112 119) α s2 -f(5 18) -glu-his-val-ser-ser(p)-ser(p)-glu-glu-ser-ile-ile- ser(p)-glnglu- α s2 -f(29 34) α s2 -f(55 64) -val-pro-asn-ser(p)-ala-glu-glu-arg- -asn-pro-ser(p)-lys-glu-asn- -gly-ser(p)-ser(p)-ser(p)-glu-glu-ser(p)-ala-glu-val- α s2 -f(127 147) -gln-leu-ser(p)-thr-ser(p)-glu-glu-asn-ser-lys-lys- thr-valasp-met-glu-ser(p)-thr-glu-val-phe- ß-f(12 23)(variáns-A) ß-f(12 23) (variáns-d) -ile-val-glu-ser(p)-ser(p)-ser(p)-glu-glu-ser-ile-lys- -ile-val-glu-ser(p)-lys-ser(p)-glu-glu-ser-ile-lys- A kazein normál emésztése során in vivo képződő CPP-k további proteolitikus degradációval szemben meglehetősen rezisztensek, ezért felhalmozódnak a vékonybél disztális szegmenseiben. Ez az akkumuláció, ill. ezáltal a peptidek és a kalcium-foszfátok között létrejövő stabil oldható komplexek magas koncentrációja idézi elő az intesztinális kalcium abszorbció kiemelkedő mértékű javulását, melyet a vonatkozó állatkísérletek is egyértelműen igazoltak. Ezen túlmenően a CPP-k bevitele elősegíti a kalcium beépülését a csontokba, amely ugyancsak e peptidek kalcium- és foszfor-megkötésével és vízoldható komplexek kialakulásával magyarázható. Humán- és állatkísérletekben azt is kimutatták, hogy a CPP- Ca-foszfát komplexek anti-kariogén hatásúak, és jelentős szerepet játszanak a fogzománc egészségének megőrzésében, ill. a fogszuvasodás megelőzésében. A humán emésztőrendszerben keletkező CPP-k összességében növelik az anyaszervezet számára hozzáférhető, oldott kalcium mennyiségét. A nemzetközi irodalomban különböző adatok találhatók azonban a kalcium-felszívódás, kalcium-egyensúly, ill. a csontképződés vonatkozásában. Egészséges fiatal állatokban egyes kutatók csak csekély hatást detektáltak, de egyértelműen pozitív eredményeket publikáltak ovárium rektomizált patkányok, ill. posztmenopauzás nők esetében. Összegezésképpen kijelenthető, hogy a CPP-k kalcium-foszfát stabilizáló képességük miatt - melynek következtében javítják ezen ásványi anyagok oldhatóságát és fiziológiás hozzáférhetőségét - potenciálisan a kalcium és a foszfátok természetes biológiai szállítóeszközeként szolgálhatnak. 5

KAZEIN-GLIKO-MAKROPEPTIDEK A kazein-glikomakropeptidek (GMP-k) a kazein kimozim-enzim (EC 3.4.23.4) hatására bekövetkező hidrolízise során keletkeznek. A kimozim a sajtgyártáshoz használatos tejoltó enzim, melyet a technológia során a tej ún. oltós alvasztása céljából adnak az alapanyaghoz. A kimozim lényegében egy specifius proteáz enzim, amely a κ-kazeint egy meghatározott szekvencia-pozícióban (a 105. és a 106. aminosav között) két polipeptidre hasítja szét. A nagyobb méretű, vízben oldhatatlan peptid, az ún. para-κ-kazein, amely az eredeti fehérje 1105 aminosav-részét tartalmazza a sajtot felépítő kazein-mátrixhoz kötődik, és a sajtalvadékba jut. A méretében kisebb, vízoldható polipeptid a kazein-glikomakropeptid, amely az eredeti fehérje 106169 aminosav-részéből áll, a savóba kerül, ezért a szakirodalomban általában a savófehérjék közé sorolják. A kazein-glikomakropeptid önmagában relatíve kis méretű peptid, molekulatömege 8 kda, natív glikolizált állapotában azonban molekulatömege eléri a 25 30 kd-t is. Két fő variánsa ismeretes a GMP-A és a GMP-B, amelyek egymástól mindössze két aminosavban különböznek. A kazein glikomakropeptid (GMP) biológiai aktivitása és fiziológiás hatásai az elmúlt években kerültek az ilyen irányú kutatások fókuszába, és azóta rohamosan növekszik irántuk a tudományos érdeklődés. A GMP-k humán egészség tekintetében legfontosabb sajátságai a következők: szialinsav-tartalom; speciális aminosav-összetétel; mikrobiális eredető entero-toxinok megkötése és semlegesítése; mikrobiális és virális adhézió gátlása; gastrinális szekréció szupressziója; prebiotikus effektus (különösen Bifidobaktériumok vonatkozásában); immun-rendszer stimuláció, ill. immunválasz moduláció. Amint fenti felsorolásból kitűnik a GMP-k számos egyedülálló tulajdonsággal rendelkeznek. A nevükben is szereplő gliko -megjelölés az alapmolekulához kapcsolódó szénhidrát (szacharid) csoportokra utal. A vonatkozó kutatások szerint öt egymástól eltérő szénhidrát lánc fordul elő a kolosztrumból, ill. az érett tejből izolálható glikopeptidekben. A legjelentősebb ezek között az N-acetil-neuraminsav, vagy ismertebb nevén a szialinsav, amely táplálkozásbiológiai szempontból kemelkedő jelentőségű. A GMP-ket ugyancsak rendkívül sajátságos aminosav-összetétel jellemzi, melynek különlegessége az aromás aminosavak (fenilalanin, triptofán, tirozin, AA) alacsony koncentrációja, emellett pedig az elágazó láncú aminosavak (izoleucin és valin, BCAA) magas aránya. Ez a sajátságos kombináció (magas BCAA, alacsony AA arány) ideális összetevővé teszi a GMP-t különböző táplálék kiegészítőkben, különösen pl. májbetegek diétájában alkalmazható készítményekben. 6

A GMP az alacsony fenilalanin-tartalom miatt ugyanakkor alkalmas lehet fenilketonuriás páciensek (PKU) számára is. A GMP glikozidos struktúrája (ld. 3. Táblázat) alapvető a molekula bioaktivitása szempontjából. Ez a struktúra teszi lehetővé többek között a Vibrio cholerae és az Escherichia coli által termelt enterotoxinok megkötését. Ez, az irodalomban jól dokumentált kölcsönhatás azon alapul, hogy a GMP-hez kapcsolódó szénhidrát egységek szerkezete nagymértékben hasonlít az enterotoxinok receptor-helyinek struktúrájához, így a toxin tévesen a GMP molekulához kötődik, majd a GMP-enterotoxin komplex kiürül a szervezetből. Az ezzel kapcsolatosan végzett állatkísérletek azt is igazolták, hogy a GMP ezen sajátsága elsősorban a molekulában lévő szialinsav-tartalmú szénhidráthoz kapcsolódik. Amennyiben ugyanis a kísérletekben a GMP molekula glikozidos oldalláncáról neuraminidáz enzimmel a szialinsav-egységeket eltávolították, az anyag biológiai aktivitása megszűnt. Egerekkel végzett vizsgálatokban, ahol az állatok 1mg/nap dózisú GMP-t fogyasztottak, teljes védelem alakult ki az E. coli, ill. a V. cholerae enterotoxinjai által okozott megbetegedésekkel szemben. A kazein-foszfopeptidek (CPP) és a kazein-glikomakropeptidek (GMP) egyre nagyobb jelentőségűvé válnak egészségvédő és/vagy egészségőrző higiéniai és élelmiszer-termékekben egyaránt. A kutatások azt mutatják, hogy a kazein-makropetidek (CPP és a GMP) mikrobagátló hatást fejtenek ki pl. a Streptococcus mutans törzsekkel, ill. a hozzájuk hasonló mikrobákkal szemben. Ez a sajátságuk felhasználható többek között a fogszuvasodás kialakulásának megakadályozásában, tekintve, hogy annak patogenezisében a nem kívánatos tejsavbaktériumok elszaporodása és savtermelése alapvető szerepet játszik. Ilyen irányú alkalmazásukat erősíti, hogy a kazein foszfo-makropeptidek által az amorf kalcium-foszfátokkal (AMP) képzett nano-részecskék megtapadnak a fogazat felületén és ily módon mintegy állandó kalcium- és foszforion-tartalékot képeznek, amely biztosítja a fogzománc ásványi anyag ellátásához szükséges szuper-telítettségű állapotot. A Ca-foszfát komplexek egyúttal pufferhatást gyakorolnak, kompenzálva ezzel a sav hatására bekövetkező ph-csökkenést, és ionokat szolgáltatnak a fogzománc remineralizációjához is. A GMP glikozidos szerkezete ugyancsak fontos szerepet játszik az antikariogén hatás kialakulásában. 3.Táblázat. A kazein-glikomakropeptidek glikozidos szerkezete Szacharid Összetétel és struktúra Monoszacharid GalNAc-O-Thr Diszacharid Gal ß1 3 GalNAc-O-Thr Triszacharid NeuAc α2 3 Gal ß1 3 GalNAc-O-Thr Triszacharid Gal ß1 3 (NeuAc α2 6)GalNAc-O-Thr Tetraszacharid NeuAc α2 3 Gal ß1 3(NeuAc α2 6) GalNAc-O-Thr Jelmagyarázat: Galaktóz (Gal), N-acetyl galaktozamin (GalNAc), neuramin-sav (NeuNAc), oxigén (O), treonin (Thr) 7

Egyes szerzők azt is kimutatták, hogy a gliko-makropeptidek inhibiálják négy különböző humán influenza vírus hemagglutination-képzését, és a hatás már alacsony GMP koncentráció (80 mg/l) mellett is detektálható. Más közlemények ugyanakkor nem mutattak ki gátló hatást Mycoplasma gallisepicum, ill. a M. pneumoniae hemagglutinationjai esetében. A rendelkezésre álló irodalmi adatok alapján a GMP-k prebiotikus hatása is valószínűsíthető. Különböző kutatások azt mutatták, hogy a bifidobaktériumok lényegesen gyorsabban képesek növekedni olyan tápközegekben, amelyak a GMP-hez hasonló anyagokat tartalmaznak. Más vizsgálatok arra utalnak, hogy enzimatikusan kezelt kazein- és savófehérje oldatokban ugyancsak megnövekszik a bifidobaktériumok szaporodási intenzitása. Megint más kísérletekben az ultraszűréssel nyert permeátumban a bifidobaktériumok számára növekedésserkentpő anyagok jelenlétét állapították meg. A vizsgálatok összességében arra utalnak, hogy a GMP vegyületek prebiotikus hatással rendelkeznek. Mindezeken túl a kazein-makropeptideknek cyto-modulátor hatást is tulajdonítanak, tekintve, hogy a kísérleti eredmények szerint gátolják a rákos sejtek szaporodását, és stimulálják az immunrendszer sejtjeinek aktivitását. Jóllehet a kazein-makropeptidek exogén regulátor-anyagként játszott fiziológiás szerepe még nem tisztázott teljes mértékben, azonban mind a kalcium-kötő, mind a cyto-modulátor hatású kazein-makropeptidek egészség-javító komponenseknek tekinthetők, amelyek alkalmasak egyes betegségek kialakulásának megelőzésére és /vagy megakadályozására, ill. bizonyos fiziológiai funkciók javítására. A leírtak alapján megállapítható, hogy a táplálkozási szempontok szerint tervezett funkcionális élelmiszerek piacán gyorsan növekvő igény jelentkezik a kazein-eredetű bioaktív peptidek, ill. az ilyen komponenseket tartalmazó élelmiszerek iránt. Közülük néhányat már ipari méretekben gyártanak és forgalmaznak, elsősorban száj-ápolási készítményekben, úgymint fogkrémekben, gélekben és szájöblítőkben. Ezeknél a termékeknél elsősorban a kazein-makropeptidek S. mutans-szal szembeni mikrobagátló-, ill. mikrobapusztító hatását használják ki, melynek révén megakadályozható ezen káros mikroorganizmusok túlszaporodása és ezáltal jelentősen javítható a dentális higiénia. A kazein-foszfomakropeptideket ipari méretekben már élelmiszeripari felhasználásra is gyártják, elsősorban különböző táplálékkiegészítőkben való felhasználásra. Nincs azonban ipari méretekben is jól alkalmazható eljárás a kolosztrumban jelenlévő kazenmakropeptidek, különösen a táplálkozási szempontból sokkal jelentősebb kazeinglikomakropeptidek előállítására. Erre tekintettel kutatómunkánk célja mindenekelőtt egy ilyen új gyártástechnológia kifejlesztése volt. 8