Ovotransferrin

Ovotransferrin ist ein monomeres Glykoprotein mit einer Molekülmasse von rund 76–78 kDa und besteht aus 686 Aminosäuren. Die Tertiärstruktur wird durch 15 Disulfidbrücken stabilisiert. Freie Sulfhydrylgruppen liegen nicht vor. Das Molekül gliedert sich in zwei homologe, etwa gleich große globuläre Loben, den N-Lobus und den C-Lobus. Als saures Protein besitzt es einen isoelektrischen Punkt von etwa 6,0. Die Glykosylierung besteht aus einer einzelnen Glykankette aus Mannose- und N-Acetylglucosamin-Resten im C-terminalen Bereich.^[1]

Ovotransferrin zeigt eine hohe Sequenzhomologie zu den übrigen Transferrinen und stimmt in Aminosäure- und Gensequenz mit dem Serumtransferrin des Huhns überein. Zu den Säugetier-Transferrinen und zum Lactoferrin besteht eine Homologie von rund 50 %.^[1]

Jeder der beiden Loben bindet reversibel je ein Eisen(III)-Ion (Fe³⁺) zusammen mit einem Carbonat- bzw. Bicarbonation als Synergisten. Ein Molekül Ovotransferrin bindet somit zwei Fe³⁺-Ionen. Man unterscheidet die eisenfreie Apoform von der eisenbeladenen Holoform. Die Eisenbindung erhöht die Stabilität des Proteins gegenüber physikalischen und chemischen Einflüssen deutlich.^[1]

Die Affinität zum Eisen ist stark pH-abhängig: Bei neutralem bis alkalischem pH bindet Ovotransferrin Eisen sehr fest, während die Bindungskapazität unterhalb von pH 6 rasch abfällt. Unter leicht sauren Bedingungen gibt zunächst der N-Lobus sein gebundenes Eisen ab.^[1]

Anders als bei Säugetieren, bei denen zwei verschiedene lösliche eisenbindende Glykoproteine existieren – das Serumtransferrin für den Eisentransport im Plasma und das Lactoferrin für die unspezifische Immunabwehr –, ist Ovotransferrin bei Vögeln das einzige lösliche Transferrin, das sowohl im Plasma als auch im Eiklar vorkommt. Es übernimmt dadurch beide Funktionen.^[1]

Ovotransferrin und die aus ihm durch enzymatische Hydrolyse freigesetzten Peptide weisen ein breites Spektrum bioaktiver Eigenschaften auf. Viele dieser Wirkungen entsprechen jenen des homologen mammalischen Lactoferrins.^[2]

Der antimikrobiellen Wirkung liegen zwei voneinander unabhängige Prinzipien zugrunde. Zum einen entzieht Ovotransferrin durch seine Eisenbindung den Mikroorganismen das für ihr Wachstum notwendige Eisen und wirkt dadurch bakteriostatisch. Die Anwesenheit von Bicarbonat verstärkt diesen Effekt. Zum anderen besitzt das Protein eine bakterizide Aktivität, die nicht von der Eisenbindung abhängt.^[2]

Verantwortlich für die eisenunabhängige Wirkung ist das antimikrobielle Peptid OTAP-92, ein kationisches Fragment aus 92 Aminosäuren im Bereich der Reste 109–200 des N-Lobus. OTAP-92 durchdringt die äußere Membran gramnegativer Bakterien durch einen selbstfördernden Aufnahmemechanismus und schädigt anschließend die Zytoplasmamembran, was zum Zelltod führt. Das Peptid besitzt ein Strukturmotiv, das dem der insektären Defensine ähnelt, und ist gegen grampositive Erreger wie Staphylococcus aureus ebenso wirksam wie gegen gramnegative Erreger wie Escherichia coli.^[3]

Ovotransferrin zählt zu den Hauptallergenen des Hühnereiweißes und ist in der Allergen-Nomenklatur als Gal d 3 gelistet. Es spielt daher eine Rolle bei der Hühnereiallergie.^[2]

Aufgrund seiner Eisenbindungs- und Schutzfunktionen wird Ovotransferrin als Nutrazeutikum und funktionelles Lebensmittel diskutiert, etwa als Zusatz in eisenangereicherten Produkten oder als antimikrobiell wirksamer Bestandteil.

Aus Ovotransferrin-Hydrolysaten wurden zahlreiche funktionelle Peptide isoliert. Das Tripeptid IRW wirkt als ACE-Hemmer antihypertensiv und zeigte in Tiermodellen der arteriellen Hypertonie gefäßschützende und antiinflammatorische Effekte. Weitere Peptidfraktionen besitzen antioxidative, antivirale und antitumorale Eigenschaften.^[2]