L'ovoalbúmina (abreviada OVA) és la proteïna més abundant de la clara de l'ou. És una glicoproteïna amb grups fosfat, responsable de l'elevat valor nutricional de l'ou.
La seva funció biològica exacta no és del tot coneguda. A grans trets, es creu que podria actuar com a reserva de proteïnes per al desenvolupament de l'embrió de l'ocell.
Història
L'ovoalbúmina va ser una de les primeres proteïnes animals a obtenir-se en forma cristal·lina gràcies als treballs de Franz Hofmeister a finals del segle XIX. La cristal·lització de "l'albúmina d'ou" és esmentada com un dels primers èxits de la cristal·lografia de proteïnes. F.Hofmeister al 1890 mitjançat la precipitació controlada, usant sulfat d’amoni i l’ajust del pH, cristal·litza per primera vegada l’ovoalbúmina. Es va demostrar així que les proteïnes grans podien obtenir-se en forma cristal·lina i va estimular el desenvolupament de tècniques de purificació basades en precipitació, diàlisi i cristal·lització.
La proteïna no va rebre el seu nom fins al 1900, quan Thomas B. Osborne i G. F. Campbell van publicar treballs sobre la fracció i constituents de la clara d’ou. Aquests treballs van contribuir a l’ús i la difusió de la ovoalbúmina i a mètodes de separació per precipitació i cristal·lització. Osborne i Campbell van consolidar el nom "ovoalbúmina".
Albert Neuberger al 1938 va demostrar que la ovoalbúmina te una part covalent provant així que és una glicoproteïna. Aquesta evidència va iniciar una llarga sèrie d’estudis sobre glicoproteïnes.
Al 1981 es va publicar la seqüència completa d’aminoàcids de la ovoalbúmina de gallina, això va facilitar estudis funcionals i evolutius. L’any 1991 es va publicar la estructura cristal·lina de l’ovoalbúmina on es mostrava la gran semblança estructural de l’ovoalbúmina a la família de les serpines sense tenir activitat inhibidora.
Síntesi L'ovoalbúmina és codificada pel gen SERPINB14, localitzat en el cromosoma 2 del genoma del Gallus gallus, l'espècie de la gallina domèstica. Consta de 8 exons i ocupa aproximadament 5,9 kb. miniatura|347x347px|Representació d'un ou que mostra la localització de l'ovoalbúmina, la qual constitueix aproximadament entre el 54-58% del total de les proteïnes solubles de la clara de l'ou. S'hi indiquen també el rovell i la closca calcària.
Transcripció i regulació del gen SERPINB14 La transcripció de SERPINB14 és altament regulada per hormones esteroïdals, especialment l'estrògen, el qual exerceix un paper central durant la formació de l'ou. Quan l'estrògen circulant augmenta (sobretot durant l'ovulació), s'uneix al receptor d'estrògens en cèl·lules de l'oviducte i l'activa. El complex hormona-receptor entra al nucli, es fixa a seqüències específiques del DNA i estimula la transcripció del gen SERPINB14. Això explica que l'ovoalbúmina es produeixi exclusivament a l'oviducte i en quantitats molt elevades durant la formació de la clara d'ou.
Traducció i processament polipèptid precursor L'RNA missatger madur (1392 bases) de l'ovoalbúmina s'exporta al citoplasma i es tradueix als ribosomes associats al reticle endoplasmàtic rugós (RER). La traducció comença amb una metionina inicial unida al tRNA iniciador, seguida per l'allargament de 386 aminoàcids.
A diferència de la majoria de proteïnes secretades, l'ovoalbúmina no posseeix un pèptid senyal hidrofòbic, per la qual cosa no s'allibera per la via secretora clàssica fins haver completat altres passos de processament intracel·lular. En lloc d'un pèptid senyal hidrofòbic, conté una que no es talla, però que dirigeix la proteïna al RER.
El polipèptid primari sintetitzat conté:
seqüència N-terminal acetilada, un total de 386 residus i una regió C-terminal característica de les serpines.
Plegament i modificacions posttraduccionals Durant la seva síntesi al RER, l'ovoalbúmina pateix diverses modificacions essencials per assolir l'estructura funcional:
La proteïna conté 6 cisteïnes, però només Cys73-Cys120 formen l'únic pont disulfur intramolecular, que estabilitza l'estructura globular. Les altres 4 cisteïnes romanen com grups tiol (-SH) lliures, majoritàriament enterrats dins del nucli hidrofòbic.
miniatura|606x606px|: es mostra la transferència del precursor N-glicà (Glc3-Man9-GlcNAc2) per l'enzim oligosacariltransferasa (OST) al nitrogen del residu Asn292 (motiu Asn-X-Ser/Thr) de la cadena polipeptídica, formant l'enllaç N-glicosídic característic de les N-glicosilacions. L'ovoalbúmina presenta un únic lloc de N-glicosilació al residu Asn292, reconegut pel motiu Asn-X-Ser/Thr. L'enzim oligosacariltransferasa (OST) transfereix al nitrogen de l'asparagina un precursor glicídic complet (Glc3-Man9-GlcNAc2). Posteriorment, aquest precursor és modificat al RER i Golgi mitjançant talls successius de glucoses i manoses.
Aquesta glicosilació:
afavoreix el plegament correcte augmenta l'estabilitat facilita una secreció eficient
Transport i secreció Un cop plegada i modificada, l'ovoalbúmina és transportada del RER al Golgi, on rep els ajustos finals abans de ser empaquetada en vesícules secretores. Aquestes vesícules migren cap al lumen de l'oviducte, on la proteïna és finalment secretada i constitueix aproximadament el 54-58% de les proteïnes solubles de la clara d'ou.
Variació genètica i expressió Estudis en línies de gallines White Leghorn han identificat diversos polimorfismes de nucleòtid únic (SNPs) en el gen SERPINB14, alguns dels quals alteren l'expressió gènica i es correlacionen amb trets productius com el pes de l'ou, la qualitat de la clara (índex de Haugh) i l'edat de maduresa sexual.
Estructura L'ovoalbúmina és una glicoproteïna monomèrica globular formada per una única cadena polipeptídica de 386 aminoàcids, amb una massa molecular de 45 kDa. Representa prop del 54-58% del total de les proteïnes solubles presents a l'albúmina d'ou.
La seqüència d'aminoàcids de l'ovoalbúmina va ser deduïda a partir de la seqüència d'ARNm d'oviducte per McReynolds i es va confirmar posteriorment mitjançant la seqüenciació de la proteïna purificada i de l'ADN clonat.
Malgrat que pertany a la família de les serpines (serine protease inhibitors), no presenta activitat inhibidora de proteases perquè el seu bucle de centre reactiu (RCL), característic d'aquest grup, no pot inserir-se a la làmina β-A com en les serpines inhibidores, motiu pel qual es considera una serpina no inhibidora (veure en detall a l'apartat "Característiques").
Formada per una seqüència de 386 residus d'aminoàcids. L'extrem amino es troba acetilat. S'ha demostrat que la seqüència C-terminal és Cys-Val-Ser-Pro-COOH. La seqüència conté 6 cisteïnes: Cys11, Cys30, Cys73, Cys120, Cys367 i Cys382. Dues d'elles (Cys73-Cys120) formen l'únic pont disulfur intracadena. Les altres 4 cisteïnes queden lliures com a grups tiol (-SH) i es troben majoritàriament ocultes a l'interior de l'estructura proteica, estabilitzant la seva conformació globular. Presenta un únic lloc de N-glicosilació al nitrogen de l'amida de l'asparagina 292 (Asn292) del motiu Asn-X-Ser/Thr, reconegut per l'oligosacariltransferasa (OST), on s'uneix un oligosacàrid curt. Aquesta glicosilació afavoreix el plegament i la secreció eficients de la proteïna.
Presenta un plegament mixt, amb làmines β antiparalel·les que formen el nucli central de la molècula i hèlixs α que l'envolten. Les hèlixs s'organitzen al voltant d'una fulla β central, característica de les serpines. Això confereix estabilitat a la proteïna en condicions fisiològiques. miniatura|Estructura tridimensional de l'ovoalbúmina generada amb AlphaFold (EBI, 2025). Plegament globular amb hèlixs α (en forma d'espiral) i làmines β (antiparalel·les) que formen el nucli de la proteïna.
Ha estat determinada mitjançant cristal·lografia de raigs X am una resolució d'1,95 Å (identificador PDB: 1OVA). Mostra una conformació globular compacta amb un nucli format per 3 làmines β antiparalel·les (fulles A, B i C) envoltat per 8-9 hèlixs α i llaços flexibles a la superfície. Aquesta arquitectura és característica del plegament de les serpines i permet petits canvis conformacionals durant la desnaturalització tèrmica, procés que explica la coagulació de la clara d'ou quan s'escalfa.
No forma oligòmers funcionals en el seu estat natiu: en condicions fisiològiques és monomèrica. Tanmateix, en condicions de calor o pH elevat (alcalí) pot agregar-se parcialment, donant lloc a la forma S-ovoalbúmina, un estat amb major estabilitat tèrmica que no correspon al seu estat natiu ni te funció biològica coneguda (veure secció "S-ovoalbúmina" per a més detall).
Característiques L’ovoalbúmina presenta una alta resistència a canvis tèrmics, tot i que es desnaturalitza fàcilment amb l’agitació. La proteïna coagula a una temperatura aproximada de 75º. Aquesta propietat la fa especialment útil per a l’àmbit de la tecnologia alimentària.
Es considera una de les proteïnes de major valor biològic, ja que és rica en els aminoàcids essencials en les proporcions adequades pel cos humà.
Presenta grups sulfhidril, el qual atorga la seva olor, textura i sabor característic l’ou.
És una fosfoglicoproteïna integrada per tres fraccions, A1, A2 i A3 en una proporció 85:12:3 respectivament, que es diferencia pels nivells de fòsfor. Aquesta diferència en els nivells de fosforilació de la proteïna, és el causant de la diferència de migració. És a dir, segons els grups fosfats que tingui, variarà la seva càrrega i, per tant, el seu moviment en el camp elèctric.
L’ovoalbúmina, a diferència d’altres proteïnes de la família serpina, no té una funció inhibidora. Això és degut a un canvi en la seva estructura: el bucle del centre reactiu està format per una alfa-hèlix de tres voltes que sobresurt del cos principal mitjançant dos talls peptídics, mentre que per tenir funció inhibidora hauria de desplegar-se per poder unir-se a la proteïna. Això provoca que el bucle del centre reactiu sigui rígid i estable, mancant-li la flexibilitat necessària per poder fer un canvi conformacional. És a dir, no pot inserir el seu RCL en la fulla β-A, ja que la seqüència del RCL és incompatible: mentre que en les serpines inhibidores els residus són petits i hidrofòbics o amfipàtics; en l’ovoalbúmina el primer residu que s’hauria d’inserir és l’arginina, residu gran i polar, bloquejant la inserció.
Funcions L'ovoalbúmina té una funció desconeguda: no duu a terme la funció que acostumen a tenir les serpines d’inhibir les proteases. Tanmateix, es creu que la seva funció té a veure amb la reserva de proteïnes per les cries d’aus. Altres consideren que pot tenir la funció de protecció contra els bacteris fora de l’ou degut a que és capaç d’anular els enzims digestius.
Serpines L'ovoalbúmina és una proteïna que pertany a la família de les serpines: una família de més de 300 proteïnes homòlogues amb diverses funcions, presents en animals, plantes, insectes i virus, però no en procariotes. Tenen un únic domini central comú format per 3 làmines β i 8-9 hèlix α que els hi proporcionen unes propietats i funcions comunes. Tenen la funció d’inhibir serin proteases a partir d’un canvi comformacional.
Com ja s'ha mencionat prèviament, l'ovoalbúmina, tot i ser de la família de les serpines, no presenta activitat inhibidora. Aquesta família de proteïnes regula entre altres: la formació de coàguls, resposta immunitària, reparació de teixit connectiu, l'apoptosi...
Les serpines poden ser intra o extra cel·lulars. L'ovoalbúmina és una serpina abundant intracel·lular (de funció desconeguda).
S-ovoalbúmina La S-ovoalbúmina és una forma més termoestable de l'ovoalbúmina en estat natiu (N-ovoalbúmina).
Va ser descoberta el 1964, arran de l'observació que, amb el temps d'emmagatzematge dels ous, el perfil de fusió de l'ovoalbúmina variava. Quan els ous arriben als prestatges del supermercat i finalment al consumidor, normalment més de la meitat de l'ovoalbúmina ja ha canviat a aquesta forma més estable.