фланкирующего региона. Вариабельность в этом регионе может приводить к различной способности связывания РНК-полимеразы и факторов транскрипции, участвующих в регуляции экспрессии гена. Теоретически, замены в последовательности генетических регуляторных элементов в данном участке могут изменять степень экспрессии мРНК, кодируемой этим геном [52]. Данные полиморфизмы являются следствием точковых мутаций, в частности в позиции -1689, замена аденина на гуанин приводит к образованию двух аллельных вариантов гена. Аденин в этой позиции был обозначен как bα-LA^А - аллель, а гуанин – как bα-LA^В -аллель [52, 55]. Lundén A. c соавторами была показана взаимосвязь между (-1689) полиморфизмом и концентрацией лактозы в молоке. Так у коров с bα-LA^АА -генотипом с 1 кг молока выделяется лактозы больше на 0,08 %, чем у особей с другими генотипами [56].

Таким образом, учитывая роль α-лактальбумина в биосинтезе лактозы и продукции молока в целом, ген bα-LA может быть использован как потенциальный генетический маркер молочной продуктивности КРС, в частности удойности и белковомолочности.

Контрольные вопросы:

1. Где локализован ген α-лактальбумина?

2. Какая аллель гена bα-LA связана с большим количеством лактозы в

молоке?

1. Какова биологическая функция белка α-лактальбумина?

2. Кто показал связь между (-1689) полиморфизмом и концентрацией

лактозы в молоке?

1. Структура белка α-лактальбумина.

1.2.3 Полиморфизм гена β-Лактоглобулина ( bβLG )

Бета-лактоглобулин – серосодержащий белок, являющийся, наряду с альбумином, основным белком молочной сыворотки, который не осаждается сычужным ферментом. Впервые был выделен в кристаллической форме в 1934 году из коровьего молока. При пастеризации молока β-LG денатурируется.

Бета — лактоглобулин содержится в молоке различных видов, в том числе собак и дельфинов и является основным сывороточным белком жвачных животных [57].

Бета — лактоглобулин составляет около 50% сывороточных белков молока. Белок имеет молекулярную массу 150000-106 Да. Содержит много сульфигидрильных групп. При нагревании молока часть SH - групп отщепляется в виде SH2, что дает кипяченому молоку специфический запах [58]. В молоке с кислотностью рН 5,2 - 7,5 бета - лактоглобулин является димером, состоит из двух одинаковых групп с массой около 18-103 Да [59]. При кислотности выше рН 7,5 бета — лактоглобулин необратимо денатурирует, при

рН ниже 3,5 происходит обратимая диссоциация мономеров, а при рН между 3,5 — 5,2 белок обратимо приобретает форму тетрамеров / октамеров [60].

Последовательность аминокислот и трехмерная структура показывают, что бета — лактоглобулин относится к группе липокалинов (англ. lipocalins) — это группа транспортных белков с характерной вторичной структурой. Они содержат восемь антипараллельных пептидных последовательностей на основе бета-складчатой структуры, которые формируют цилиндр. Такой «цилиндр» содержит внутри лиганд-связывающий участок.

Бета—лактоглобулин крупного рогатого скота связывает широкий диапазон лиганд, возможно, это-одна из причин его присутствия в молоке, обеспечивающая выполнение им физиологической роли. Он участвует в транспорте гидрофобных лиганд, регулирует ферментацию и пассивный иммунитет у новорожденных. Однако эти функции между видами различаются.

Сравнивая последовательность белков группы липокалинов, оказалось, что гликоделин, найденный в оболочке матки во время ранней беременности, наиболее схож с LGB. Гликоделин - гликопротеин с сильной иммуносупрессивной и контрацептивной активностью. Секретируемый железистым эпителием эндометрия, он может играть роль иммуномодулятора, обеспечивает защиту полуаллогенного эмбриона от иммунной атаки материнского организма [61]. Предполагают, что транспорт молекул, необходимых для развития эмбриона, из его микроокружения, влияет на дифференцировку трофобласта, регулируя его эндокринную функцию [62], играет важную роль в подготовке эмбриона к имплантации, стимулируя функциональное созревание эндометрия [63]. У многих видов животных набольшее количество бета — лакгоглобулина содержится в молочной железе во время лактации, он является источником аминокислот для новорожденных, и эта функция возникла при дупликации гена гликоделина [64].

При электрофорезе на фореграмме выделяются 6 белков сыворотки: быстрая фракция, (3-лактоглобулин, а-лактальбумин, альбумин сыворотки крови, протеозопептонная фракция, иммуноглобулин. В силу малого размера частиц сывороточных белков их количество в молоке приблизительно в 1500 раз превышает число казеиновых мицелл, хотя по массе казеина содержится в 9 раз больше, чем сывороточных белков [65]. Кроме того, тепловая обработка способствует взаимодействию денатурированных сывороточных белков с каппа-казеином казеиновых мицелл. Образующиеся комплексы влияют на технологические свойства молока — термоустойчивость и способность к сычужному свертыванию.

Ген bβLG локализован в одиннадцатой хромосоме у КРС, имеет размер 4662 п.о. и состоит из семи экзонов и шести интронов. В настоящее время известно десять генетически обусловленных аллельных вариантов гена беталактоглобулина – A, B, C, D, E, F, G, I, J, W. Наиболее часто встречаются четыре аллеля – A, B, C и D, которые отличаются друг от друга аминокислотным составом. Редкий вариант D отличается от вариантов А, В, С,

в позиции 45, имея замену аминокислоты глутаминовой кислоты на глутамин. Отличие варианта В выявляется в шестьдесят четвертой позиции, где в результате замены второго основания триплета GAT на GGT происходит замена аспаргиновой кислоты на глицин. Вариант С характеризуется заменой последнего основания в триплете CAG на CAC, что влечет за собой образование гистидина вместо глутамина в пятьдесят девятой позиции βLG. Исследование полиморфизма локуса βLG показало, что отличие аллеля А от В определяется в шестьдесят четвертой аминокислотной позиции (аспаргиновой кислоты в A, глицин в B) и в сто восемнадцатой позиции (валина в A, аланина в B).

Установлена взаимосвязь варианта В bβLG с высокими показателями молочной продуктивности и белковомолочности, что согласуется с результатами электрофоретического анализа белков молока, проведенного и описанного Braunschweig с соавторами. Полученные данные обсуждаются с точки зрения применения предложенного метода для оптимизации селекционных методов повышения частоты аллеля bβLG^В в линиях КРС. Также Braunschweig и Leeb сообщают, что у животных-носителей аллельного варианта В гена βLG отмечен низкий синтез матричной РНК и, как следствие, отсутствие экспрессии данного белка.

Благоприятный для молочной промышленности аллель В беталактоглобулина обнаруживается у большинства европейских пород крупного рогатого скота - айрширской, шортгорнской, красной датской, голштинской, в частности в большинстве скандинавских пород крупного I рогатого скота. Исследователями также обнаружены существенные различия между стадами внутри одной породы по встречаемости генотипов белков и по генным частотам аллелей. Так, по черно-пестрой породе встречаемость аллеля В колеблется от 0,345 до 0,668, аллеля А от 0,332 до 0,655 [66].

В этой связи, диагностика полиморфизма гена bβLG , в частности обнаружение ценного аллеля В гена бета-лактоглобулина у КРС и выявление племенных животных-носителей данного аллеля является основным направлением в технологии получения высококачественного низкоаллергенного молока [67].

Контрольные вопросы:

1. В каком году впервые был выделен бета-лактоглобулин?

2. Биологическая роль белка βLG.

3. Сколько описано аллельных вариантов гена βLG?

4. Какая аллель гена бета-лактоглобулина связана с высокими

показателями белковомолочности?

1. Структура белка бета-лактоглобулина.