Лактопероксидаза

Лактопероксидаза

 

Историческая справка

Лактопероксидаза является ферментом получаемым из молочных, слюнных и других желез.

Присутствие пероксидазы в молоке было доказано еще в 1881 году . В 1932 этот фермент был  выделен  в довольно чистом виде. Первоначально считалось, что все пероксидазы были идентичны, но разработки 1943г доказали, что пероксидаза в молоке, затем именуемая лактопероксидазой, имела свои особые характеристики. Еще в 1909г  было известно, что  фермент в слюне проявляет свойства  "оксидазы и пероксидазы" . В1951 г установили сходства между пероксидазой, содержащейся в молоке и в слюне.

Впервые заговорили об  антибактериальном эффекте составляющих молока  в 1924 году.  В 1947 году провели ряд эксериментов, в ходе которых установили, что  антибактериальное действие слюны может быть связано с действием перекиси водорода. Исследование проведенное  в 1958году  доказало, что бактериальное ингибирование за счет слюны молока было результатом комбинированного действия фермента лактопероксидазы, и иона- тиоцианата. 

 

Биологические свойства лактопероксидазы

Инактивация лактопероксидазы микроорганизмами была исследована в1960г. Было обнаружено что некоторые организмы могут инактивировать лактопероксидазу , используя водорода перекись. Это инактивированная лактопероксидаза была химически активна, но  теряла  антибактериальную функцию.  В 1961году  было выявлено, что образование лактопероксидазы в слюнных железах происходит  от 5 до 7 дней после рождения. Примечательным открытием было то, что в молозиве, концентрация лактопероксидазы очень высока и после 1-ой до 2-х недель возвращается на уровень, который обычно находится в молоке. Поэтому новорожденный приобретает антибактериальную защиту сначала от  материнского молоко, а после  из своей собственной слюны.

• Структура

 Лактопероксидаза состоит в основном из альфа-спиралей плюс две коротких антипараллельных бета-нитей.

 

 

Химические свойства лактопероксидазы.

Фермент Лактопероксидаза образует комплексы с цианидом, монооксидом  углерода, пиридином и фторидом, также образует  ряд соединений с перекисью водорода .

Перекись водорода производится в процессе ферментативного окисления глюкозы. Она не вызывает окислительного повреждения клеток, так как существует недолгое время и сразу вовлекается в следующие реакции с участием тиоцианата и иодид-ионов.

O2 + Глюкоза + H2O ⇒ (Лактопероксидаза) ⇒ Глюконовая кислота + Н2О2

Активированная лактопероксидаза катализирует окисление бромид-, иодид- и тиоционат-ионов перекисью водорода. 
H202 + SCN-(тиоцианат) ⇒ Лактопероксидаза ⇒ ( гипотиоцианат) ОSCN- + H20

Гипотиоцианат (OSCN-) реагирует с некоторыми радикалами, котрые производятся в процессе бактериального метаболизма, в результате чего мембрана бактериальной клетки повреждается. Лактопероксидазная система,состоящая из: перекиси водорода, лактопероксидазы и ионов тиоцианата,  ингибирует рост грамположительных бактерий и уничтожает грам отрицателные бактерии. В то же время, гипотиоцианат ион не причиняет вреда клеткам организма человека, так как все млекопитающие имеют эффективные ферментные системы, которые быстро этот ион инактивируют.

 

 

Применение

Лактопероксидаза является эффективным антимикробным агентом.Следовательно  лактопероксидаза может применятся  для сохранения продуктов питания, в косметики, в  офтальмологии.Кроме того лактопероксидаза нашла применение в стоматологии и при  лечения ран. Наконец лактопероксидаза может найти применение в качестве противоопухолевых и противовирусных агентов.

 

• Молочные продукты

Лактопероксидаза  используется для  снижении бактериальной микрофлоры в молоке и молочных продуктах. Активацию лактопероксидазной системы производят  путем добавления перекиси водорода и тиоцианата, за счет этого продлевается срок хранения охлажденного сырого молока.

 

• Уход за полостью рта

В течение последних десятилетий, несколько клинических исследований, описывали  эффективность лактопероксидазной системы по уходу за полостью рта (зубные пасты, жидкости для полоскани рта) . Ферменты, такие как лизоцим , лактопероксидаза и глюкозооксидаза попадая в полость рта из зубных паст, образуют невидимые защитные пленки. Будучи компонентами пленок, эти ферменты обладают каталитически высокой активностью. Кроме того, в качестве составляющей зубных паст, система лактопероксидазы оказывает благотворное влияние на полось рта, предупреждая  развитие раннего  кариеса, за счет уменьшения количества колоний, образованных кариесогенной микрофлорой так же, лактопероксидазная система используются для лечения  парадонтоза и гингивита.С ксеростомией  пациентов, зубные пасты содержащие лактопероксидазную систему, борятся лучше, чем пасты содержащие фторид-ионы. Сочетание лизоцима и лактопероксидазы можно  применить в лечебных ополаскивателях, борющихся с неприятными ощущениями во рту такими как жжжение. В сочетание с лактоферрином лактопероксидаза борется с неприятным запахом  изо рта, а в сочетании с лактоферином и лизоцимом лактопероксидаза помогает улучшить симптомы ксеростомии.

• Косметика

Сочетание лактопероксидазы, глюкоза, глюкозооксидазы, йодида и роданида  эффективно для производства натуральной косметики. Эти смеси добавляют во все возможные крема по уходу за кожей рук , ног и лица.

• Рак и вирусные инфекции

Было  установлено, что  конъюгаты антител глюкозооксидазы и лактопероксидазы эффективно убивают опухолевые клетки. Кроме того, макрофаги под воздействием лактопероксидазы стимулируются для уничтожения раковых клеток.

 Гипотиоционат , получаемый по реакции с участием лактопероксидазы  ингибирует вирус простого герпеса  и вирус иммунодефицита человека.

 

НО с другой стороны:

Окисление эстрадиола с участием лактопероксидазы является возможным источником рак молочной железы. Способность лактопероксидазы распространяться цепную реакцию, приводящую к потреблению кислорода и накопления внутриклеточной перекиси водорода можно объяснить наличием гидроксильных радикалов. Лактопероксидаза может быть вовлечена в грудной канцерогенез, в силу своей способности взаимодействовать с эстрогенными гормонами, и окислять их через два этапа одноэлектронных реакции. Лактопероксидаза   вступает в реакцию с фенольным кольцом эстрогенов для производства реактивных свободных радикалов.