Determination of bioactive milk n-glycans in different cattle breeds

Abstract

Yaşamın ilk anından itibaren besin ve enerji kaynağı rolünü üstlenmiş ve hayvansal kökenli gıdaların başında gelen sütün, içermiş olduğu protein ve glikanlarla birlikte prebiyotik ve antimikrobiyal etki de gösterdiği belirtilmiştir. Süt gelişme çağındaki tüketiciler için büyümeyi arttırması ve büyüme faktörlerini teşvik etmesi için gereken tüm mikro elementleri karşılar. Hatta patojen enfeksiyonlarının oluşumunu azaltmaya yardımcı olup, bağırsak epitelyumunun gelişmesini teşvik ederek bebekleri koruma özelliği rolünü üstlendiği de bilinmektedir. Süt biyoaktif peptitlerin ana kaynağı olarak görülür. Canlıların temel besin kaynağı olan sütün besin değerini oluşturan protein içeriği oldukça önemlidir. Süt proteinleri iki kategori altında incelenmekte olup, bunlar kazein ve whey proteinidir. Sütün antimikrobiyal özelliği whey proteinlerinden sağlanır ve çoğunu immünoglobulin G (IgG) ve laktoferrin oluşturmaktadır. Sütteki N-glikanların başlıca kaynağını IgG ve laktoferrin oluşturur. Bu çalışmada, farklı ırklara ait sütlerin protein konsantrasyonları belirlenmiş ve protein profilleri görüntülenmiştir. Sonrasında farklı ırklara ait süt proteinlerinin içermiş olduğu N-glikanların salınımı, PNGaz F olarak da bilinen peptidil N-glikosidaz F enzimi kullanılarak sağlanmıştır. Elde edilen serbest glikanların konsantrasyonları Fenol Sülfürik asit yöntemi ile belirlenmiştir. Böylece saflaştırılan glikanların yapıları MALDI-MS analizleri ile karakterize edilmiştir. Son olarak N-glikanların ana kaynağını oluşturan ve ayrıca antimikrobiyal özellik gösteren IgG ve antioksidant özelliğe sahip laktoferrin konsantrayonları belirlenerek, tüketiciler için sağlık açısından hangi ırkın sütünün besin kaynağı bakımından zengin ve faydalı olabileceği sunulmuştur. Ayrıca hayvancılık sektörü ile ilgilenen birimler için de yüksek proteinli süt üreten ırklar ortaya konulmuştur.

It was stated that milk, which has the role of nutrient and energy source from the beginning of life, being one of the animal originated foods, also shows prebiotic and antimicrobial effects together with the proteins and glycans it contains. Milk provides all the microelements needed to increase the growth and stimulate growth factors for consumers at developmental age. It is even known that it helps to reduce the formation of pathogen infections and plays the role of protecting babies by giving countenance to gut epithelium growth. Milk is seen main source of bioactive peptides. Protein content forming the milk's feeding worth, the major source for beings, is significant. Milk proteins categorized in casein and whey protein. The antimicrobial property is provided by whey proteins, mostly from immunoglobulin G (IgG) and lactoferrin. IgG and lactoferrin are main N-glycan sources in milk. In this study, protein concentrations of different breeds' milk were determined and protein profiles monitored. Afterwards, from milk proteins the N-glycan release achieved by using peptidyl N-glycosidase F enzyme, known as PNGase F. The concentrations of free glycans were determined by Phenol Sulfuric acid method. Thus, structures of purified glycans were characterized by MALDI-MS analysis. Finally, the concentrations of IgG, being the main source of N-glycans and exhibiting antimicrobial properties, and lactoferrin with antioxidant properties were determined, was presented which breed's milk could be rich and beneficial regarding the consumers' health. Furthermore, protein-rich milk producing breeds were presented for husbandry sector.