Concanavalin A

Concanavalin A ( KonA, ConA ) je rostlinný protein , lektin , získaný z rostliny z čeledi luštěninových xiphoidních kanálků . Zařazeno do skupiny Legumin . ConA se specificky váže na určité struktury cukrů, glykoproteinů a glykolipidů, které obvykle obsahují vnitřní a redukované koncové zbytky α-D- manózy a α-D- glukózy [2] [3] .

ConA je rostlinný mitogen známý svou schopností stimulovat myší T-lymfocyty k vytvoření 4 funkčně odlišných populací T buněk, včetně progenitorů T-supresorů [4] a také podskupiny lidských T-supresorů [4] . Historicky byl ConA prvním komerčně izolovaným lektinem, takže protein je široce používán v biologii a biochemii k charakterizaci glykoproteinů a dalších buněčných složek obsahujících cukr [5] . Používá se také k čištění glykosylovaných makromolekul v afinitní chromatografii [6] a při studiu imunitní regulace různých imunitních buněk [4] .

Struktura a vlastnosti

Jako většina lektinů je ConA homotetramer , jehož každá podjednotka má molekulovou hmotnost 26,5 kDa, sestává z 235 aminokyselin s vysokou hladinou glykosylace a je spojena s kovovými ionty, obvykle Mn2 + a Ca2 + . Molekula má dehedrální D 2 symetrii [1] . Byla vyřešena terciární struktura proteinu [7] včetně interakcí s kovovými ionty a afinity k cukrům manóze a glukóze [8] .

ConA se specificky váže na zbytky α-D- manózy a α-D- glukózy (dvě hexózy, které se liší pouze hydroxylovou skupinou v poloze C-2) v koncové poloze u beta-glykanů. Tetramer ConA má 4 vazebná místa [3] ; molekulová hmotnost 104-112 kDa; izoelektrický bod pI 4,5-5,5.

ConA iniciuje buněčné dělení (mitogenezi), hlavně T-lymfocytů, stimulací energetického metabolismu buňky během několika sekund po expozici [9] .

Biologická aktivita

Concanavalin A interaguje s četnými receptory obsahujícími zbytky manózy, včetně rhodopsinu , některých markerů krevních skupin , inzulínového receptoru [10] , imunoglobulinů a rakovinného embryonálního antigenu (CEA) a lipoproteinů [11] .

ConA aglutinuje červené krvinky , bez ohledu na krevní skupinu, stejně jako rakovinné buňky [12] [13] [14] . Bylo zjištěno, že ConA neaglutinuje transformované buňky nebo normální buňky ošetřené trypsinem při 4 °C, což naznačuje krok v aglutinační reakci závislý na teplotě [15] [16] .

Bylo prokázáno, že ConA aglutinuje svalové buňky [17] , B-lymfocyty (díky povrchovým imunoglobulinům), [ 18] fibroblasty [19] krysí thymocyty , [20] lidské (ale ne dospělé) epiteliální střevní epiteliální buňky plodu, [21 ] a adipocyty [22] .

ConA je lymfocytární mitogen . Stejně jako fytohemagliutinin (PHA, PHA), který specificky stimuluje T-lymfocyty , ConA stimuluje B-buňky. ConA váže a zesíťuje složky T-buněčného receptoru , takže jeho stimulační schopnost závisí na úrovni exprese T-buněčného receptoru na buněčném povrchu [23] [24] .

ConA interaguje s povrchovými zbytky manózy na buněčném povrchu bakterií , jako je E. coli [25] Bacillus subtilis [26] nebo prvok Dictyostelium discoideum [27] .

ConA může aktivovat několik matricových metaloproteináz (MMP) [28] .

ConA je široce používán pro imobilizaci glykoenzymů na pevné fázi, zejména v případech, kdy není vhodná imobilizace vazbou přes kovalentní vazby. Matrice potažená CoA umožňuje imobilizovat takové enzymy ve velkých množstvích bez ztráty jejich katalytické aktivity. Navíc vazba enzymu pomocí ConA je reverzibilní proces a enzym může být uvolněn z matrice inkubací s cukry nebo snížením pH. Tato interakce může být v případě potřeby také použita pro následné kovalentní připojení [29] .

Viz také

• Mitogeny
• Fytohemaglutinin

Poznámky

1. ↑ 12 PDB 3CNA ; _ Hardman KD, Ainsworth CF Struktura konkanavalinu A při rozlišení 2,4-A  (neopr.)  // Biochemie. - 1972. - prosinec ( roč. 11 , č. 26 ). - S. 4910-4919 . - doi : 10.1021/bi00776a006 . — PMID 4638345 .
2. ↑ Goldstein, Irwin J.; Poretz, Ronald D. Izolace, fyzikálně-chemická charakterizace a specifičnost vázání sacharidů lektinů // Vlastnosti, funkce a aplikace lektinů v biologii a medicíně  (anglicky) / Liener, Irvin E.; Sharon, Nathan; Goldstein, Irwin J. - Elsevier , 2012. - S. 33-247. - ISBN 978-0-323-14444-5 .
3. ↑ 1 2 Sumner JB, Gralën N., Eriksson-Quensel IB The Molecular Weights of Urease, Canavalin, Concanavalin a and Concanavalin B  //  Science : journal. - 1938. - Duben ( roč. 87 , č. 2261 ). - str. 395-396 . - doi : 10.1126/science.87.2261.395 . - . — PMID 17746464 .
4. ↑ 1 2 3 Dwyer JM, Johnson C.  Použití konkanavalinu A ke studiu imunoregulace lidských T buněk  // Klinická a experimentální imunologie : deník. - 1981. - Listopad ( roč. 46 , č. 2 ). - str. 237-249 . — PMID 6461456 .
5. ↑ Schiefer HG, Krauss H., Brunner H., Gerhardt U. Ultrastrukturální vizualizace povrchových sacharidových struktur na mykoplazmatických membránách pomocí konkanavalinu A  // American Society for  Microbiology : deník. - 1975. - prosinec ( roč. 124 , č. 3 ). - S. 1598-1600 . — PMID 1104592 .
6. ↑ GE Healthcare Life Sciences, Imobilizovaný lektin Archivováno 3. března 2012.[ bude upřesněno ]
7. ↑ Min W., Dunn AJ, Jones DH Neglykosylovaný rekombinantní pro-konkanavalin A je aktivní bez štěpení polypeptidu  //  The EMBO Journal : deník. - 1992. - Duben ( roč. 11 , č. 4 ). - S. 1303-1307 . - doi : 10.1002/j.1460-2075.1992.tb05174.x . — PMID 1563347 .
8. ↑ Loris R., Hamelryck T., Bouckaert J., Wyns L. Struktura lektinu  z luštěnin //  Biochimica et Biophysica Acta : deník. - 1998. - březen ( roč. 1383 , č. 1 ). - str. 9-36 . - doi : 10.1016/S0167-4838(97)00182-9 . — PMID 9546043 .
9. ↑ Krauss S., Buttgereit F., Brand MD Účinky mitogenu konkanavalinu A na dráhy energetického metabolismu thymocytů  //  Biochimica et Biophysica Acta : deník. - 1999. - Červen ( roč. 1412 , č. 2 ). - str. 129-138 . - doi : 10.1016/S0005-2728(99)00058-4 . — PMID 10393256 .
10. ↑ Cuatrecasas P., Tell GP Inzulinu podobná aktivita konkanavalinu A a aglutininu z pšeničných klíčků – přímé interakce s inzulínovými receptory  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1973. - únor ( roč. 70 , č. 2 ). - str. 485-489 . - doi : 10.1073/pnas.70.2.485 . - . — PMID 4510292 . — .
11. ↑ Harmony JA, Cordes EH Interakce lipoproteinu o nízké hustotě lidské plazmy s konkanavalinem A as ricinem  // The  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 1975. - Listopad ( roč. 250 , č. 22 ). - S. 8614-8617 . — PMID 171260 .
12. ↑ Betton GR Aglutinační reakce spontánních psích nádorových buněk, indukované konkanavalinem A, prokázané izotopovým testem  // International Journal of  Cancer : deník. - 1976. - Listopad ( roč. 18 , č. 5 ). - S. 687-696 . - doi : 10.1002/ijc.2910180518 . — PMID 992901 .
13. ↑ Kakizoe T., Komatsu H., Niijima T., Kawachi T., Sugimura T. Zvýšená aglutinabilita buněk močového měchýře konkanavalinem A po podání karcinogenů   // Cancer Research : deník. — Americká asociace pro výzkum rakoviny, 1980. - červen ( roč. 40 , č. 6 ). - S. 2006-2009 . — PMID 7371036 .
14. ↑ Becker FF, Shurgin A.  Concanavalin A aglutinace buněk z primárních hepatocelulárních karcinomů a jaterních nodulů indukovaná N-2-fluorenylacetamidem  // Cancer Research : deník. — Americká asociace pro výzkum rakoviny, 1975. - říjen ( roč. 35 , č. 10 ). - str. 2879-2883 . — PMID 168971 .
15. ↑ Inbar M., Ben-Bassat H., Sachs L. Specifická metabolická aktivita na povrchové membráně při maligní buněčné transformaci  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1971. - Listopad ( roč. 68 , č. 11 ). - str. 2748-2751 . - doi : 10.1073/pnas.68.11.2748 . - . — PMID 4330939 . — .
16. ↑ Sela BA, Lis H., Sharon N., Sachs L. Kvantifikace míst podobných N-acetyl-D-galaktosaminu na povrchové membráně normálních a transformovaných savčích buněk  //  Biochimica et Biophysica Acta : deník. - 1971. - prosinec ( roč. 249 , č. 2 ). - str. 564-568 . - doi : 10.1016/0005-2736(71)90132-5 . — PMID 4332414 .
17. ↑ Gartner TK, Podleski TR Důkaz, že lektin vázaný na membránu zprostředkovává fúzi myoblastů L6   // Biochemical and Biophysical Research Communications : deník. - 1975. - prosinec ( roč. 67 , č. 3 ). - str. 972-978 . - doi : 10.1016/0006-291X(75)90770-6 . — PMID 1201086 .
18. ↑ de Petris S. Receptory konkanavalinu A, imunoglobuliny a theta antigen povrchu lymfocytů. Interakce s konkanavalinem A as cytoplazmatickými strukturami  // The  Journal of Cell Biology : deník. - 1975. - Duben ( roč. 65 , č. 1 ). - S. 123-146 . - doi : 10.1083/jcb.65.1.123 . — PMID 1092699 .
19. ↑ Noonan KD, Burger MM Vztah vazby konkanavalinu A k aglutinaci buněk iniciované lektinem  // The  Journal of Cell Biology : deník. - 1973. - Říjen ( roč. 59 , č. 1 ). - S. 134-142 . - doi : 10.1083/jcb.59.1.134 . — PMID 4201706 .
20. ↑ Capo C., Garrouste F., Benoliel AM, Bongrand P., Ryter A., ​​​​Bell GI Concanavalinem-A-zprostředkovaná aglutinace thymocytů: model pro kvantitativní studii buněčné adheze  //  Journal of Cell Science : deník. — Společnost biologů, 1982. - srpen ( sv. 56 ). - str. 21-48 . — PMID 7166565 .
21. ↑ Weiser MM Concanavalin A aglutinace střevních buněk z lidského plodu  //  Science : journal. - 1972. - srpen ( roč. 177 , č. 4048 ). - str. 525-526 . - doi : 10.1126/science.177.4048.525 . - . — PMID 5050484 .
22. ↑ Cuatrecasas P. Interakce aglutininu z pšeničných klíčků a konkanavalinu A s izolovanými tukovými buňkami  //  Biochemistry : journal. - 1973. - březen ( roč. 12 , č. 7 ). - S. 1312-1323 . - doi : 10.1021/bi00731a011 . — PMID 4696755 .
23. ↑ Weiss A., Shields R., Newton M., Manger B., Imboden J. Interakce ligand-receptor potřebné pro aktivaci genu interleukinu 2  //  Journal of Immunology : deník. - 1987. - Duben ( roč. 138 , č. 7 ). - str. 2169-2176 . — PMID 3104454 .
24. ↑ Kanellopoulos JM, De Petris S., Leca G., Crumpton MJ Mitogenní lektin z Phaseolus vulgaris nerozpoznává antigen T3 lidských T lymfocytů  // European Journal of  Immunology : deník. - 1985. - Květen ( roč. 15 , č. 5 ). - str. 479-486 . - doi : 10.1002/eji.1830150512 . — PMID 3873340 .
25. ↑ Ofek I., Mirelman D., Sharon N. Adherence Escherichia coli k buňkám lidské sliznice zprostředkovaná manózovými receptory  //  Příroda: časopis. - 1977. - únor ( roč. 265 , č. 5595 ). - S. 623-625 . - doi : 10.1038/265623a0 . — . — PMID 323718 .
26. ↑ Doyle RJ, Birdsell DC  Interakce konkanavalinu A s buněčnou stěnou Bacillus subtilis  // Americká společnost pro mikrobiologii : deník. - 1972. - únor ( roč. 109 , č. 2 ). - S. 652-658 . — PMID 4621684 .
27. ↑ West CM, McMahon D. Identifikace receptorů konkanavalinu A a proteinů vázajících galaktózu v vyčerpaných plazmatických membránách Dictyostelium discoideum  // The  Journal of Cell Biology : deník. - 1977. - Červenec ( roč. 74 , č. 1 ). - str. 264-273 . - doi : 10.1083/jcb.74.1.264 . — PMID 559679 .
28. ↑ Yu M., Sato H., Seiki M., Thompson EW Komplexní regulace exprese matricové metaloproteinázy membránového typu a aktivace matricové metaloproteinázy-2 konkanavalinem A v lidských buňkách  rakoviny prsu MDA-MB-231  Cancer// : deník. — Americká asociace pro výzkum rakoviny, 1995. - srpen ( roč. 55 , č. 15 ). - str. 3272-3277 . — PMID 7614461 .
29. ↑ Saleemuddin M., Husain Q. Concanavalin A: užitečný ligand pro imobilizaci glykoenzymu – přehled  //  Enzyme and Microbial Technology : deník. - 1991. - Duben ( roč. 13 , č. 4 ). - S. 290-295 . - doi : 10.1016/0141-0229(91)90146-2 . — PMID 1367163 .

Odkazy

• Koncanavalin A. Imunologie. Staženo: 10. ledna 2020. (neurčitý)
•  Struktura Concanavalin A
• Svět lektinů, brána k  lektinům