Α-ラクトアルブミン

α-ラクトアルブミンは、タンパク質である。牛乳の乳清タンパク質の重要な成分であり(～1 g/l)、また他の多くの哺乳類の乳にも含まれる。ヒトでは、LALBA遺伝子がコードする^[5][6][7]。

LALBA
PDBに登録されている構造 PDB オルソログ検索: RCSB PDBe PDBj PDBのIDコード一覧 4L41, 1A4V, 1B9O, 1CB3, 1HML, 3B0I, 3B0O
識別子
記号	LALBA, entrez:3906, LYZG, lactalbumin alpha, HAMLET
外部ID	OMIM: 149750 MGI: 96742 HomoloGene: 1720 GeneCards: LALBA
遺伝子の位置 (ヒト) 染色体 12番染色体 (ヒト)[1] バンド データ無し 開始点 48,567,684 bp[1] 終点 48,570,066 bp[1]
遺伝子の位置 (マウス) 染色体 15番染色体 (マウス)[2] バンド データ無し 開始点 98,378,281 bp[2] 終点 98,380,602 bp[2]
RNA発現パターン さらなる参照発現データ
遺伝子オントロジー 分子機能 • calcium ion binding • 金属イオン結合 • lactose synthase activity • リゾチーム活性 細胞の構成要素 • 細胞外領域 • Golgi lumen • ゴルジ膜 • 細胞外空間 生物学的プロセス • アポトーシス • シグナル伝達 • defense response to bacterium • 細胞間シグナル伝達 • lactose biosynthetic process • cell wall macromolecule catabolic process • defense response to Gram-negative bacterium • defense response to Gram-positive bacterium 出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
種	ヒト	マウス
Entrez	3906	16770
Ensembl	ENSG00000167531	ENSMUSG00000022991
UniProt	P00709	P29752
RefSeq (mRNA)	NM_002289 NM_001384350	NM_010679
RefSeq (タンパク質)	NP_002280	NP_034809
場所 (UCSC)	Chr 12: 48.57 – 48.57 Mb	Chr 12: 98.38 – 98.38 Mb
PubMed検索	[3]	[4]
ウィキデータ
閲覧/編集 ヒト 閲覧/編集 マウス

機能

霊長類では、α-ラクトアルブミンの発現はプロラクチンに反応して正に調節され、ラクトースの生産量を増加させる^[8]。

α-ラクトアルブミンは、ラクトースシンターゼヘテロ二量体の調節サブユニットを形成し、β-1,4-ガラクトシルトランスフェラーゼが触媒部位を形成する。これらのタンパク質は一緒に働いて、ラクトースシンターゼがガラクトースの一部をグルコースに転移させ、ラクトースを合成することができるようにしている。α-ラクトアルブミンがβ-1,4-ガラクトシルトランスフェラーゼと複合体を形成すると、グルコースとのアフィニティが約1000倍も上昇し、ガラクトースを重合させる機能が失われる。これにより、β-1,4-ガラクトシルトランスフェラーゼをラクトースシンターゼに変化させることで、ラクトース形成経路を形成させる。

多量体として、α-ラクトアルブミンはカルシウムイオンと亜鉛イオンに強く結合し、恐らく抗細菌、抗腫瘍活性を持つ。胃等の酸性環境で形成されるヒトのα-ラクトアルブミンのフォールディングバリアントは、HAMLET（英語版）と呼ばれ、腫瘍細胞にアポトーシスを起こさせると考えられている^[5]。

クリーヴィランド・クリニックのVincent Tuohyの研究は、α-ラクトアルブミンを乳癌のワクチンの基礎として用いるものである。乳癌は通常、出産適齢期を過ぎた人生の後半に発病する。このタンパク質は通常、妊娠後期や授乳期にしか発現しないが、Tuohyは、このたんぱく質は新しく形成された腫瘍でも発現していることを発見し、「彼らがやっていることの1つは、α-ラクトアルブミンのような適切ではないタンパク質を作ることだ」と記した。Tuohyのグループは、α-ラクトアルブミンをターゲットとするワクチンを開発し、患者自身の免疫系を騙して、α-ラクトアルブミンを発現する胸の組織を攻撃させ、癌細胞を高い確率で殺させた。実際に、腫瘍が発達する前にワクチンを接種されたマウスは乳癌から100%守られた。組織の損傷や炎症は胸の組織に限定されたが、ヒトの乳癌の患者は通常出産適齢期を過ぎているため、このことはあまり問題にならないと考えられる^[9]。

物理的性質

分子量は14178 Da、等電点は4.2と4.5の間である。β-ラクトグロブリンとの構造上の最大の違いの1つは、共有縮合反応の開始点となるフリーなチオール基を持たないことである。結果として、純粋なα-ラクトアルブミンは、変性や酸性化によってゲルを形成しない。

進化

α-ラクトアルブミンの配列比較により、リゾチーム、特にカルシウムイオンと結合するc-リゾチームとの強い類似性が示された^[10]。従って、考えられる進化史は、c-リゾチームの遺伝子重複の後に突然変異が起こったということである^[11]。この遺伝子は、哺乳類と鳥類の最後の共通の祖先（有羊膜類出現後の単弓類と双弓類の分岐点に相当する）より前から存在し、起源は恐らく約3億年であると考えられる^[12]。

出典

1. GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000167531 - Ensembl, May 2017
2. GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000022991 - Ensembl, May 2017
3. Human PubMed Reference:
4. Mouse PubMed Reference:
5. “Entrez Gene: LALBA lactalbumin, alpha-”. 2013年10月1日閲覧。
6. Hall L, Davies MS, Craig RK (January 1981). “The construction, identification and characterisation of plasmids containing human alpha-lactalbumin cDNA sequences”. Nucleic Acids Res. 9 (1): 65–84. doi:10.1093/nar/9.1.65. PMC 326669. PMID 6163135. http://nar.oxfordjournals.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=6163135.
7. Hall L, Emery DC, Davies MS, Parker D, Craig RK (March 1987). “Organization and sequence of the human alpha-lactalbumin gene”. Biochem. J. 242 (3): 735–42. PMC 1147772. PMID 2954544. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1147772/.
8. Kleinberg JL, Todd J, Babitsky G (1983). “Inhibition by estradiol of the lactogenic effect of prolactin in primate mammary tissue: reversal by antiestrogens LY 156758 and tamoxifen.”. PNAS 80 (13): 4144–4148. doi:10.1073/pnas.80.13.4144. PMC 394217. PMID 97356016. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC394217/.
9. Michael Eisenstein (2011). Nature 471 (7339): S8-S9. doi:10.1038/471S8a.
10. Acharya KR, Stuart DI, Walker NP, Lewis M, Phillips DC (1989). “Refined structure of baboon alpha-lactalbumin at 1.7 A resolution. Comparison with C-type lysozyme”. J. Mol. Biol. 208 (1): 99–127. doi:10.1016/0022-2836(89)90091-0. PMID 2769757.
11. Qasba PK, Kumar S (1997). “Molecular divergence of lysozymes and alpha-lactalbumin”. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 32 (4): 255–306. doi:10.3109/10409239709082574. PMID 9307874.
12. Prager EM, Wilson AC (1988). “Ancient origin of lactalbumin from lysozyme: analysis of DNA and amino acid sequences”. J. Mol. Evol. 27 (4): 326–35. doi:10.1007/BF02101195. PMID 3146643.

関連文献

• Heine WE, Klein PD, Reeds PJ (1991). “The importance of alpha-lactalbumin in infant nutrition.”. J. Nutr. 121 (3): 277–83. PMID 2002399.
• Permyakov EA, Berliner LJ (2000). “alpha-Lactalbumin: structure and function.”. FEBS Lett. 473 (3): 269–74. doi:10.1016/S0014-5793(00)01546-5. PMID 10818224.
• Hall L, Emery DC, Davies MS, et al. (1987). “Organization and sequence of the human alpha-lactalbumin gene.”. Biochem. J. 242 (3): 735–42. PMC 1147772. PMID 2954544. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1147772/.
• Davies MS, West LF, Davis MB, et al. (1987). “The gene for human alpha-lactalbumin is assigned to chromosome 12q13.”. Ann. Hum. Genet. 51 (Pt 3): 183–8. doi:10.1111/j.1469-1809.1987.tb00869.x. PMID 3479943.
• Findlay JB, Brew K (1972). “The complete amino-acid sequence of human -lactalbumin.”. Eur. J. Biochem. 27 (1): 65–86. doi:10.1111/j.1432-1033.1972.tb01812.x. PMID 5049057.
• Hall L, Craig RK, Edbrooke MR, Campbell PN (1982). “Comparison of the nucleotide sequence of cloned human and guinea-pig pre-alpha-lactalbumin cDNA with that of chick pre-lysozyme cDNA suggests evolution from a common ancestral gene.”. Nucleic Acids Res. 10 (11): 3503–3515. doi:10.1093/nar/10.11.3503. PMC 320727. PMID 6285305. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC320727/.
• Håkansson A, Zhivotovsky B, Orrenius S, et al. (1995). “Apoptosis induced by a human milk protein.”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92 (17): 8064–8068. doi:10.1073/pnas.92.17.8064. PMC 41287. PMID 7644538. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC41287/.
• Stacey A, Schnieke A, Kerr M, et al. (1995). “Lactation is disrupted by alpha-lactalbumin deficiency and can be restored by human alpha-lactalbumin gene replacement in mice.”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92 (7): 2835–2839. doi:10.1073/pnas.92.7.2835. PMC 42313. PMID 7708733. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC42313/.
• Fujiwara Y, Miwa M, Takahashi R, et al. (1997). “Position-independent and high-level expression of human alpha-lactalbumin in the milk of transgenic rats carrying a 210-kb YAC DNA.”. Mol. Reprod. Dev. 47 (2): 157–63. doi:10.1002/(SICI)1098-2795(199706)47:2<157::AID-MRD5>3.0.CO;2-L. PMID 9136116.
• Lindner RA, Kapur A, Carver JA (1997). “The interaction of the molecular chaperone, alpha-crystallin, with molten globule states of bovine alpha-lactalbumin.”. J. Biol. Chem. 272 (44): 27722–9. doi:10.1074/jbc.272.44.27722. PMID 9346914.
• Giuffrida MG, Cavaletto M, Giunta C, et al. (1998). “The unusual amino acid triplet Asn-Ile-Cys is a glycosylation consensus site in human alpha-lactalbumin.”. J. Protein Chem. 16 (8): 747–53. doi:10.1023/A:1026359715821. PMID 9365923.
• Chandra N, Brew K, Acharya KR (1998). “Structural evidence for the presence of a secondary calcium binding site in human alpha-lactalbumin.”. Biochemistry 37 (14): 4767–4772. doi:10.1021/bi973000t. PMID 9537992.
• Håkansson A, Andréasson J, Zhivotovsky B, et al. (1999). “Multimeric alpha-lactalbumin from human milk induces apoptosis through a direct effect on cell nuclei.”. Exp. Cell Res. 246 (2): 451–60. doi:10.1006/excr.1998.4265. PMID 9925761.
• Svensson M, Sabharwal H, Håkansson A, et al. (1999). “Molecular characterization of alpha-lactalbumin folding variants that induce apoptosis in tumor cells.”. J. Biol. Chem. 274 (10): 6388–6396. doi:10.1074/jbc.274.10.6388. PMID 10037730.
• Harata K, Abe Y, Muraki M (1999). “Crystallographic evaluation of internal motion of human alpha-lactalbumin refined by full-matrix least-squares method.”. J. Mol. Biol. 287 (2): 347–58. doi:10.1006/jmbi.1999.2598. PMID 10080897.
• Last AM, Schulman BA, Robinson CV, Redfield C (2001). “Probing subtle differences in the hydrogen exchange behavior of variants of the human alpha-lactalbumin molten globule using mass spectrometry.”. J. Mol. Biol. 311 (4): 909–19. doi:10.1006/jmbi.2001.4911. PMID 11518539.
• Bai P, Peng Z (2001). “Cooperative folding of the isolated alpha-helical domain of hen egg-white lysozyme.”. J. Mol. Biol. 314 (2): 321–9. doi:10.1006/jmbi.2001.5122. PMID 11718563.
• Andrews P (1970). “Purification of lactose synthetase a protein from human milk and demonstration of its interaction with alpha-lactalbumin.”. FEBS Letters 9 (5): 297–300. doi:10.1016/0014-5793(70)80382-9. PMID 11947697.

外部リンク

• alpha-Lactalbumin - MeSH・アメリカ国立医学図書館・生命科学用語シソーラス（英語）