β-락토글로불린(Β-Lactoglobulin, 베타-락토글로불린, BLG, Bos d 5)은 소와 양의 젖에 포함된 주요 유청 단백질이다. 우유 내 유청 단백질의 약 50%를 차지하며, 농도는 약 3g/L에 이른다. 인간의 모유에는 존재하지 않으나, 많은 다른 포유동물 종에서 발견된다.
구조
β-락토글로불린은 162개의 아미노산 잔기로 구성된 비교적 작은 단백질로, 분자량은 약 18.4kDa이다. 리포칼린(lipocalin) 단백질 패밀리에 속하며, 생리학적 조건(pH 약 7)에서는 주로 이합체(dimer) 형태로 존재하지만, pH 3 이하에서는 단량체(monomer)로 해리된다. 또한 특정 조건에서 사합체(tetramer), 팔합체(octamer) 등 다양한 다중합체 응집 형태를 나타낸다. 단백질의 3차 구조는 주로 베타 시트(β-sheet)로 구성되어 있으며, 엑스선 결정학과 NMR을 통해 그 구조가 여러 차례 규명되었다.
기능
β-락토글로불린은 다양한 소수성 분자(지방산, 비타민, 레티놀 등)를 결합하여 운반하는 역할을 한다. 또한 시데로포어(siderophore)를 통해 철 이온을 결합할 수 있어, 철을 인간 면역 세포로 운반하고 면역 관용(immune tolerance)에 관여하는 것으로 알려져 있다.
임상적 의의
β-락토글로불린은 우유의 주요 알레르겐으로 간주된다. 유럽 연합에서는 제조업체가 라벨링 지침에 따라 식품 내 β-락토글로불린의 존재 여부를 입증하도록 요구하며, 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 이를 식별하고 정량한다. 다만, β-락토글로불린이 철과 같은 미량 영양소를 운반할 때는 오히려 면역 관용을 유도하여 알레르기 발생을 방지하는 보호 효과도 나타내는 것으로 연구되었다.
식품 및 생명공학
β-락토글로불린은 우유 가공 과정에서 젤 형성, 열 변성, 막 형성 등 다양한 특성을 나타내어 식품 산업에서 중요한 연구 대상이다. 2018년에는 유전자 변형 기술을 통해 β-락토글로불린 생산 유전자가 제거된 소가 사육되어, 해당 알레르겐이 없는 우유를 생산하려는 시도가 보고되었다. 또한 2023년에는 미생물을 이용하여 β-락토글로불린을 재조합 생산하는 프로젝트가 유럽 혁신 위원회의 지원을 받기도 하였다.
