소 초유는 갓 태어난 송아지를 위한 영양소이자 면역학적 지원의 주요 공급원입니다. 치료용 단백질(락토페린 및 IgG)의 수준에 대한 이해는 소 초유 투여 및 인체 섭취를 위한 표준화에 중요합니다.
방법 논문
소 초유는 갓 태어난 송아지를 위한 영양소이자 면역학적 지원의 주요 공급원입니다. 치료용 단백질(락토페린 및 IgG)의 수준에 대한 이해는 소 초유 투여 및 인체 섭취를 위한 표준화에 중요합니다.
초유는 분만 직후 포유류가 생산하는 복잡한 생물학적 액체입니다. 그것은 다량 영양소 및 미량 영양소, 생체 활성 펩타이드 및 성장 인자의 좋은 공급원으로서 신생아에 대한 모든 영양 요구 사항을 충족합니다. 또한 소초유는 면역글로불린 G(IgG)와 락토페린을 포함한 풍부한 단백질 함량으로 인해 영양 및 생체 활성의 잠재적인 공급원입니다. 그러나 소 초유의 락토페린과 IgG 수치는 수유 기간 동안 현저하게 변합니다. 따라서 소 초유를 단백질 공급원으로 사용하기 위해 IgG 및 락토페린의 농도를 모니터링하는 것은 연구해야 할 중요한 질문입니다. 이 기사의 방법은 단백질 함량을 측정하는 방법과 락토페린 및 IgG의 특정 농도를 설명합니다. 이러한 방법에는 소 초유 단백질 분리, Bicinchoninic acid assay(BCA)를 통한 단백질 농도 측정, SDS-PAGE를 통한 단백질 시각화, lactoferrin 측정 및 ELISA 분석을 사용한 IgG 농도 측정 단계가 포함됩니다.
초유는 분만 직후 포유류가 생산하는 유선의 초기 분비물입니다. 초유는 다량 영양소 및 미량 영양소, 항균 펩타이드, 성장 인자 1,2,3,4가 풍부합니다. 조성은 성숙한 우유로의 전환을 통해 시간이 지남에 따라 점진적으로 변하지만5,6,7 가장 두드러지게 분만 후 24시간 이내에 변화합니다8. 초유의 구성은 또한 연령, 동등성, 품종, 건강 및 영양 상태를 포함한 모계 요인뿐만 아니라 계절, 조기 분만, 조기 수유, 초유 처리 요인(초유 및 보관 온도 웅덩이) 및 분만 유도를 포함한 외적 요인에 의해서도 영향을 받습니다 9,10,11. 초유는 성숙한 우유에 비해 유당이 적고 지방, 단백질, 펩타이드, 비단백질 질소, 회분, 호르몬, 성장 인자, 사이토카인, 뉴클레오티드, 비타민 및 미네랄을 더 많이 함유하고 있습니다12. 소 초유에는 면역글로불린, 락토페린, α-락토글로불린(α-LA), β-락토글로불린(β-Lg), 락토페록시다아제 및 여러 성장 인자를 포함한 광범위한 단백질이 포함되어 있습니다13. 소 초유의 총 단백질 농도는 11.26mg/mL에서 169.55mg/mL 사이입니다14. 단백질 함량은 평균 농도가 124.00mg/mL 및 26.00mg/mL인 유청과 카제인으로 구성되어 있습니다15. 유청 부분에는 IgG(85%-90%), IgM(7%) 및 IgA(5%)의 세 가지 주요 면역 글로불린(Igs)이 포함되어 있습니다16. 소 초유의 주요 Ig는 IgG로, 이는 수동적 면역을 제공하고 송아지17의 적응 및 선천성 면역 체계를 조절합니다. 첫 번째 착유 소 초유의 초기 Ig 농도는 20-200 mg/mL 범위이며 약 0.4-1.0 mg/mL로 감소할 수 있습니다18. 평균 IgG 농도는 약 60mg/mL이며 성숙한 우유로 전환하는 동안 1mg/mL 미만으로 꾸준히 감소합니다19.
초유의 또 다른 중요한 생체 활성 단백질은 1.5-5mg/mL 농도의 철 결합 당단백질인 락토페린입니다. 락토페린의 특성에는 철 흡수 향상, 항균 활성 20,21, 지질다당류 결합, 면역 조절, 장 상피 세포 및 섬유아세포의 성장 자극등이 있습니다 22. 소 초유에는 α-락트알부민과 β-락토글로불린도 함유되어 있습니다. 이 단백질은 필수 아미노산의 공급원이며 살균 활성도 가지고 있습니다 23,24,25. 초유의 평균 α-LA 및 β-Lg 농도는 각각 평균 2.77mg/mL2및 11.5mg/mL26입니다. 그 후, 이러한 농도는 성숙한 우유에서 1-1.5 mg/mL27 및 4.8 mg/mL26으로 감소합니다. 초유에는 또한 상당한 양의 락토페록시다제(평균 22.8μg/mL)와 라이소자임(평균 0.40μg/mL)이 함유되어 있습니다26. 락토페록시다아제(Lactoperoxidase)는 활성산소종(reactive oxygen species)을 생성함으로써 그람 양성 및 음성 박테리아28에 대한 항균 활성을 가진 당단백질(glycoprotein)이다. 라이소자임(Lysozyme)은 박테리아 세포벽의 펩티도글리칸(peptidoglycan) 성분을 절단하여 세포사멸을 유발함으로써 항균제로 작용한다29,30.
IgG와 락토페린은 그 특성으로 인해 유아용 조제분유, 식품 보조제, 회복기 및 운동선수를 위한 고단백 제제, 약리학 및 미용 요법을 강화하기 위해 다양한 식품으로 가공됩니다 31,32,33. 소 초유는 IgG와 락토페린의 중요한 공급원입니다. 그러나 소 초유에서 이러한 생체 활성 단백질의 구성은 수유 기간 동안 현저하게 변합니다. 따라서 연구 및 식품 가공에 사용되는 초유 샘플에서 이러한 생체 활성 단백질의 농도 변화를 모니터링하는 것이 중요합니다. 본 연구는 분만 후 6일 동안 소 초유 내 총 단백질, 락토페린 및 IgG의 농도 및 조성을 모니터링하는 방법을 설명하는 것을 목표로 합니다.
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초유 샘플은 7월에서 8월 사이에 걸쳐 터키 차나칼레(Çanakkale)에 있는 울루오바 우유 무역 회사(Uluova Milk Trading Company)의 홀스타인 젖소 28마리에서 정오에 분만한 후 6일 동안 채취하여 급속 냉동했습니다. 당일에 수집된 샘플은 각 샘플의 날짜에 따라 통합되고 총 단백질, 락토페린 및 IgG 농도를 분석했습니다. 모든 샘플은 중복으로 분석되었습니다.
1. 시료 준비
2. BCA 단백질 분석 키트를 사용하여 단백질 농도 측정
표 1: BSA 표준의 희석 계획.
| 유리병 | 희석액의 부피 (μL) | BSA의 부피 및 출처(μL) | 최종 BSA 농도(μg/mL) |
| A | 0 | 300μl의 재고 | 2000 |
| B | 125 | 375μL 재고 | 1500 |
| C | 325 | 325μL 재고 | 1000 |
| D | 175 | 바이알 B 희석액의 175 | 750 |
| E | 325 | 325 바이알 C 희석 | 500 |
| F | 325 | 바이알 E 희석액 325개 | 250 |
| G | 325 | 바이알 F 희석 325 | 125 |
| H | 400 | G 희석 바이알 100개 | 25 |
| 나는 | 400 | 0 | 0 = 비어 있음 |
3. SDS-PAGE assay를 사용한 단백질 시각화
4. 소 락토페린 ELISA를 이용한 락토페린 농도
표 2: 소 락토페린 표준물질의 희석 계획.
| 유리병 | 희석액의 부피 (μL) | Lf (μL)의 부피 및 출처 | 최종 Lf 농도(ng/mL) |
| 디1 | 0 | 500 μL 재고 | 100 |
| D2 | 250 | 250 바이알 D1 희석 | 50 |
| 3일차 | 250 | 250 바이알 D2 희석 | 25 |
| 4일차 | 250 | 250 바이알 D3 희석 | 12.5 |
| 5일차 | 250 | 250 바이알 D4 희석 | 6.25 |
| 6일차 | 250 | 250 바이알 D5 희석 | 3,125 |
| 7일차 | 250 | 250 바이알 D6 희석 | 1,563 |
| 8일차 | 250 | 0 | 0 = 비어 있음 |
5. 소 IgG ELISA를 사용한 샘플의 IgG 농도 측정
표 3: 소 IgG 표준물질의 희석 계획.
| 유리병 | 희석액의 부피 (μL) | IgG의 부피 및 공급원(μL) | 최종 IgG 농도(ng/mL) |
| 디1 | 900 | 100μL 재고 | 12300 |
| D2 | 900 | D1 희석 바이알 100개 | 1230 |
| 3일차 | 178 | 122 바이알 D2 희석 | 500 |
| 4일차 | 150 | 바이알 D3 희석 50개 | 250 |
| 5일차 | 150 | 150 바이알 D4 희석 | 125 |
| 6일차 | 100 | D5 희석 바이알 100개 | 62.5 |
| 7일차 | 100 | D6 희석 바이알 100개 | 31.25 |
| 8일차 | 100 | D7 희석 바이알 100개 | 15,625 |
| 9일차 | 100 | 100 바이알 D8 희석 | 7,813 |
| 10일차 | 100 | 0 | 0 = 비어 있음 |
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프로토콜에 따라 소 초유 샘플을 분석하여 단백질, 락토페린 및 IgG 농도를 측정했습니다. 소 초유의 단백질, 락토페린 및 IgG 분석 결과는 표 4에 나와 있습니다.
표 4: 단백질, 락토페린 및 소 초유의 IgG 농도.
| 소 초유 | |||
| 일 | 단백질 (mg/mL) | 락토페린(mg/mL) | IgG (m... |
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이 연구는 성숙한 우유로 전환하는 동안 초유의 단백질, 락토페린 및 IgG 농도의 상당한 변화에 대한 정보를 제공합니다. 락토페린과 IgG 농도의 변화는 샌드위치 ELISA로 검출하고, 총 단백질 농도는 BCA 분석법으로 분석하였다. 연구 결과에 따르면 초기 초유는 단백질, 락토페린, IgG 농도가 가장 높았으며, 이후 3일 동안 감소한 것으로 나타났습니다. 이러한 단백질의 정확한 측정은 요구르트 50,51, 우유 음료 및 버터52, 아이스크림53 및 발효유54와 같은 유제품 생산에서 초유의 사용과 관련이 있습니다. 소 초유의 생리 활성 단백질(예: 락토페린, 라이소자임, Igs)도 제약 산업에서 활용되고 있다
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이 연구는 Uluova Süt Ticaret A.Ş(Uluova Milk Trading Co.)의 지원을 받았습니다. RMD와 BMH는 유아 마이크로바이옴 복원에 중점을 둔 회사인 Evolve BioSystems의 직원입니다.
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