糖生物学作业-植物凝集素概述

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凝集素在生物分子分离提取中的应用

凝集素在生物分子分离提取中的应用

凝集素在⽣物分⼦分离提取中的应⽤植物凝集素最早发现于1888年,Stillmark在蓖⿇(Ricinus communis L.)籽萃取物中发现了⼀种细胞凝集因⼦,它具有凝集红细胞的作⽤。

它是⼀类具有特异糖结合活性的蛋⽩,具有⼀个或多个可以与单糖或寡糖特异可逆结合的⾮催化结构域。

植物凝集素对真菌的抗⽣效应可能与它特异结合暴露于真菌细胞壁表⾯的糖复合物并导致真菌细胞壁及菌体结构形态改变有关,凝集素可与真菌表⾯的葡聚糖、半乳糖、⽢露糖等多糖结合,⼲扰真菌细胞壁的合成,影响其细胞的正常代谢。

凝集素(Lectin)是指⼀种从各种植物,⽆脊椎动物和⾼等动物中提纯的糖蛋⽩或结合糖的蛋⽩,因其能凝集红⾎球(含⾎型物质),故名凝集素凝集素最⼤的特点在于它们能识别糖蛋⽩和糖肽中,特别是细胞膜中复杂的碳⽔化合物结构,即细胞膜表⾯的碳脂化合物决定簇。

⼀种凝集素具有对某⼀种特异性糖基专⼀性结合的能⼒,如⼑⾖素与α—D—吡喃糖基⽢露糖(α—D —Mannopyranosy)结合;麦芽素与N—⼄酰糖胺(N—acetyl glucosamine)结合;菜⾖凝集素与N—⼄酰乳糖胺结合(见本章表6—1)。

因此,凝集素可以作为⼀种探针来研究细胞膜上特定的糖基。

另⼀⽅⾯,凝集素具有多价结合能⼒,能与荧光素、⽣物素、酶、胶体⾦和铁蛋⽩等⽰踪物结合,从⽽在光镜与/或电镜⽔平显⽰其结合部位。

凝集素可为荧光素、酶和⽣物素等所标记,分别进⾏下列染⾊法:直接法标记物直接标记在凝集素上,使之直接与切⽚中的相应糖蛋⽩或糖脂相结合。

直接法的优点是简便,⽬前商品⽤的凝集素药盒已能购得。

但灵敏性不够⾼。

间接法将凝集素直接与切⽚中的相应糖基结合,⽽将标记物结合在抗凝集素凝集素受体表达抗体上间接法较直接法和直接法敏感性⾼5~10倍或更多⼀些,但必须购买或⾃制抗凝集素抗体。

糖—凝集素—糖法本法是利⽤过量的凝集素与组织切⽚中特定的糖基相结合。

经冲洗后,凝集素上还存在未被占⽤的结合部位,将这些部位与有过氧化物酶标记的特异性糖基相结合,形成⼀个三明治样的糖—凝集素—糖的结合物。

植物血球凝集素

植物血球凝集素

植物血球凝集素
华越洋
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华越洋-植物血球凝集素说明:生化研究,可用于有丝分裂的研究。

血型测定和红细胞凝集实验。

别名:Phaseolus vulgaris agglutinin;Lectin;PHA
特性:来源:菜豆
效价:<62.5 μg /ml 凝集活性<10 μg/ml促有丝分裂活性
S:22-24/25
溶解性:溶于PBS(PH7.2), 参考浓度:1 mg/ml
储存条件:2-8℃
植物血球凝集素(PHA)phytohaemagg lutinin 对原来从植物中发现的,具有凝集红血球作用的物质,而命名的,后来发现了很多具有同样作用的物质,扩大其含义为细胞凝集素中植物来源的总称——植物凝集素(phytoagglutinin,plant agglutinin)或凝集素(lectin)的同义词涵义模糊。

缩写pHA的多数是指从菜豆属(Phaseolus Vulgaris)和金雀花(P.Communis)中提取的凝集素。

提纯后蛋白质含量多的称为PH A-P,糖蛋白多的称为PHA-M。

它具有凝集红血球,促进淋巴球(主要是T细胞)的幼化和分裂的作用。

类似细胞凝集素作用的物质还有伴刀豆球蛋白A,美国商陆(phytolacca am-ericana)的促细胞分裂剂(mitogen)及革兰氏阴性菌的脂多糖。

凝集素ppt

凝集素ppt

凝集素的作用及应用
2.作为细胞特殊类型的标记 以多种凝集素对小鼠、大鼠和兔的肾组织切片
进行染色结果表明,刀豆素A和蓖麻素存在于肾脏 的各部,PNA和双花扁豆凝集素(DBA)主要分 布于远曲小管和集合小管上皮细胞,荆豆凝集素 (UEA)主要分布在血管内皮细胞,而麦芽素分 布在肾小球。
凝集素的作用及应用
凝集素的特性及分类
• 另一方面,凝集素具有多价结合能力,能与荧光素、 生物素、酶、胶体金和铁蛋白等示踪物结合,从而在 光镜与/或电镜水平显示其结合部位。
凝集素的特性及分类
凝集素可按糖的特异性、分子结构、结合位点和其功 能进行分类。
动物凝集素按分子结构分为C-型凝集素、S-型凝集素、 P-型凝集素、I-型凝集素和Pentraxins。
凝集素 Lectin


• 凝集素简介 • 凝集素的特性及分类 • 凝集素的简单作用机理 • 凝集素的作用及应用 • 研究意义
凝集素简介
• 是指一种从各种植物,无脊椎动物和高等动物中提纯 的糖蛋白或结合糖的蛋白
• 能凝集红血球(含血型物质),故名凝集素 • 植物凝集素通常以其被提取的植物命名,如刀豆素A、
微生物凝集素的最早发现时间是1908 年,近几十年 来的研究,已发现了208 种微生物凝集素。目前发现的微 生物凝集素大多通过其壁上凝集素对糖基的识别来实现对 宿主的所以它们往往在吸附作用中发挥重要作用。
和其它来源的凝集素一样,微生物凝集素的一个重要 特征就是对某些糖具有结合性能,并且是可逆的,且有的结 合能力专一性很强,只结合某一种单糖或寡糖. 经分析发 现,微生物凝集素所结合的糖以甘露糖最常见,其次是半乳 糖。
recognition domain)
• 单糖残基的种类具有专一性 • 残基的异头构型、糖苷键类型以及寡糖链的结构

植物凝集素基因植物表达载体的构建及遗传转化甘蔗的开题报告

植物凝集素基因植物表达载体的构建及遗传转化甘蔗的开题报告

植物凝集素基因植物表达载体的构建及遗传转化甘蔗的开题报告1.选题背景与意义植物凝集素(plant lectin)是一类在很多植物中广泛存在的蛋白质,具有高度的结构多样性和生物功能多样性,在植物的生长发育、病害防御、对环境适应等方面发挥着重要的作用。

植物凝集素结合细胞表面的糖基,可引起受体细胞的聚集和凝集,从而发挥一定的毒素作用。

因此,植物凝集素在对昆虫、真菌等病原体的防御中也发挥着重要的作用。

甘蔗(Saccharum officinarum L.)是一种广泛栽培的经济作物,具有重要的食糖、生物燃料和化学品生产价值,然而其生长过程中经常受到病虫害的攻击,致使产量和品质下降,因此寻找一种新的、有效的保护甘蔗的方法显得非常必要。

本研究旨在构建植物凝集素基因植物表达载体,并通过遗传转化技术将其导入甘蔗中,以提高甘蔗的抗虫抗病能力,为甘蔗的生产提供技术支持。

2.研究内容和方法2.1 研究内容(1)构建植物凝集素基因植物表达载体:选取具有抗虫、抗病作用的植物凝集素基因,将其克隆到适合甘蔗表达的植物表达载体中。

(2)遗传转化甘蔗:将构建好的植物凝集素基因植物表达载体通过农杆菌介导的遗传转化技术导入甘蔗中,培育获得转基因甘蔗。

(3)观察转基因甘蔗的表型:对转基因甘蔗进行生长发育观察,比较其与野生型甘蔗的表型差异。

(4)检测转基因甘蔗的抗虫抗病能力:通过人工感染病原体和害虫,观察转基因甘蔗的抗虫抗病能力,并与野生型甘蔗进行比较。

2.2 研究方法(1)克隆植物凝集素基因:使用PCR技术从植物中克隆植物凝集素基因,并进行序列分析和比对。

(2)构建植物表达载体:选取适合甘蔗表达的植物表达载体,将克隆好的植物凝集素基因插入载体种,构建植物凝集素基因植物表达载体。

(3)甘蔗遗传转化:将构建好的植物凝集素基因植物表达载体通过农杆菌介导的遗传转化技术导入甘蔗中,筛选获得转基因甘蔗。

(4)观察表型:观察转基因甘蔗与野生型甘蔗的生长发育情况,比较其表型差异。

植物凝集素的研究进展

植物凝集素的研究进展

植物凝集素的研究进展作者:韩红艳,杜俊杰来源:《果树资源学报》2022年第06期摘要:凝集素(lectin)是一类普遍存在的蛋白质,能与特定的碳水化合物可逆结合,从而作为糖编码的阅读器。

概述了植物凝集素的研究起源与分类,结合课题组对欧李凝集素的研究,阐述了凝集素的基本属性及功能,介绍了几种典型植物凝集素的生物学功能与应用,并在此基础上对植物凝集素在医学和农业领域的研究前景进行了展望。

关键词:植物凝集素;糖结合特异性;生物学功能文章编号:2096-8108(2022)06-0001-06中图分类号:S432.23文献标识码:AResearch Progress of Plant LectinsHAN Hongyan1,DU Junjie2*(1.Jinzhong University,Yuci 030019,China;2.Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China)Abstract:Lectins are ubiquitous proteins that bind reversibly to specific carbohydrates,thereby acting as sugar-encoded readers. In this paper, the research origin and classification of plant lectins were summarized, and the basic properties and functions of lectins were described based on the research of Cerasus humilis lectin in our group, and the biological functions and applications of several typical plant lectins were introduced. On this basis, the research prospects of plant lectins in the fields of medicine and agriculture were prospected.Keywords:plant lectin; carbohydrate-binding specificity; biological function凝集素的本質是至少含有一个无催化活性域的蛋白或糖蛋白,能与特殊的单糖或寡聚糖结合,具有无酶活性或免疫活性,广泛存在于从病毒到哺乳动物的各生物体中。

去除植物凝集素最好的方法

去除植物凝集素最好的方法

去除植物凝集素最好的方法植物凝集素(PHA)是一种天然存在于某些植物中的蛋白质。

它具有多种生物学活性,包括抗肿瘤、免疫调节和凝集作用等。

然而,在一些情况下,植物凝集素可能成为问题,因为它可能导致某些副作用或不良反应。

因此,去除植物凝集素是必要的。

在本文中,将介绍几种去除植物凝集素的方法。

1. 低温处理:植物凝集素对温度敏感,可以通过低温处理来降低其活性。

一般来说,将植物材料置于低温环境中,如冰箱或冷冻室,可以有效地降低植物凝集素的活性。

通过低温处理,可以减少植物凝集素对生物体的影响。

2. 酶处理:酶是一种催化剂,可以降解植物凝集素的结构。

选择适当的酶,如蛋白酶K或胰蛋白酶等,可以将植物凝集素降解为无活性的分子。

酶处理一般需要在适当的温度和pH条件下进行,并在反应一定时间后停止酶活性,否则可能导致过度降解。

3. 离子交换:离子交换是一种常用的分离技术,可用于去除植物凝集素。

通过将植物材料或提取物与具有特定离子交换基团的树脂接触,植物凝集素可以与树脂结合,并从溶液中移除。

这种方法需要控制离子交换的条件,如温度、pH和流速,以确保高效去除植物凝集素。

4. 膜分离:膜分离是一种通过物质分子大小、电荷和亲疏水性等特性分离混合物的方法。

通过使用合适的膜,植物凝集素可以被过滤或逆渗透除去。

这种方法可以高效去除植物凝集素,并且操作相对简单。

但需要注意选择适当的膜孔径和条件,以防止植物凝集素的回吸或损失。

5. 超声波处理:超声波可以破坏植物凝集素的结构,从而降低其活性。

通过将植物材料或提取物置于超声波浴中,超声波的机械效应可以主导植物凝集素的降解。

超声波处理一般需要适当的功率和处理时间,并注意控制温度,以免超声波造成过热。

6. 过滤和沉淀:通过适当的过滤和沉淀步骤,可以去除大部分的植物凝集素。

通过选择适当的滤纸或孔径的膜过滤器,可以将植物凝集素分离并去除。

此外,通过离心沉淀也可以将植物凝集素从溶液中沉淀出来。

需要注意的是,不同的去除方法适用于不同的情况和要求。

植物血凝素

植物血凝素

功能功用
植物血凝素(Phytohaemagglutinin)是一种有丝分裂原,能激活小淋巴细胞转化为淋巴母细胞,继而分裂增 殖,释放淋巴因子,并能提高巨噬细胞的吞噬功能。作为干扰素诱导剂可以刺激机体产生白介素-2和干扰素;还 可以刺激机体产生非特异性抗体。由于其较难提纯,且成本极高,所以一直以来仅在实验室中作为刺激淋巴细胞 增殖的试剂。
1.利用鸡的白细胞脾细胞鸡胚成纤维细胞以有机锗(Ce—123)新城疫弱毒株(NDV-F)植物血凝素(PHA) 聚肌胞(POLYI:C)为诱生剂,对外源性干扰素(IFN)诱生条件如诱生剂量诱生时间及培养条件进行了比较分析 和探讨,结果发现以Ce—123诱生IFN的能力为最强,其他依次为:PHA NDV-F POLYI:C;且鸡脾细胞和鸡白细胞 产生的IFN效价高于鸡胚成纤维细胞;并且最佳诱生剂量依次为:Ce—123为70微克/毫升;鸡NDV-F为128HAU/毫 升;POLYI:C为60微克/毫升;PHA为20毫克/毫升。该研究表明,植物血凝素在机体内刺激机体产生干扰素的能力 是聚肌胞的30倍,所以服用1mg植物血凝素相当于服用30mg的聚肌胞和直接服用300mg干扰素。
2..PHA同时可刺激B细胞转化为浆母细胞然后增殖分化为浆细胞,浆细胞产生大量的非特异性抗体来中和病 毒。
谢谢观看
2.PHA对家禽的新城疫、传染性法氏囊病、传染性支气管炎、传染性喉气管炎、脑脊髓炎、流感等疾病的预 防及治疗效果。结果表明PHA对下列病毒感染的保护率分别为新城疫77。5%、传染性法氏囊病92。5%、传染性支 气管炎85%、传染性喉气管炎77。5%、脑脊髓炎90%、流感80%。
作用机理
1.PHA刺激T细胞增殖分化产生大量效应T细胞和细胞毒T细胞;效应T细胞分泌产生大量细胞因子(如干扰素 等)杀伤病毒;细胞毒T细胞可直接杀伤病毒。

植物凝集素的分类及生物活性

植物凝集素的分类及生物活性

植物凝集素的分类及生物活性韩奇;高钟宇;王国艳;王雅楠;张文媛;林小珍【摘要】来源于植物的植物凝集素是一种非免疫原性,具有高度特异性和能够凝集细胞及沉淀单糖或者多糖复合物的糖结合活性蛋白.基于其显著的生物学活性,以及特异性结合单糖或多糖复合物的作用,使得其在抗肿瘤、病毒、真菌,以及农业等方面起到了重要的作用.本文针对植物凝集素的分类,生物活性包括抗肿瘤,抗真菌,抗孕以及农业等方面进行了综述.【期刊名称】《中国民康医学》【年(卷),期】2016(028)023【总页数】3页(P39-41)【关键词】植物凝集素;分类;抗肿瘤;抗病毒【作者】韩奇;高钟宇;王国艳;王雅楠;张文媛;林小珍【作者单位】吉林医药学院临床医学院,吉林吉林 132000;吉林医药学院临床医学院,吉林吉林 132000;吉林医药学院临床医学院,吉林吉林 132000;吉林医药学院临床医学院,吉林吉林 132000;吉林医药学院临床医学院,吉林吉林 132000;吉林医药学院检验学院【正文语种】中文【中图分类】R393凝集素是一类能与细胞表面糖脂的寡糖、特殊糖蛋白结构相结合的广泛分布于动植物和微生物中的非酶本质、非免疫源性的糖结合蛋白[1]。

植物凝集素是1888年首先被Herman和Stillmark在蓖麻籽萃取物中发现的一种具有凝集人和其他动物红细胞作用的细胞凝集因子。

由于该凝集素具有很强的细胞学毒性,所以将其命名为了蓖麻毒素(RICIN)[2]。

随后,各种植物的凝集素相继被发现以及不断的被分离纯化,1975年,Becker等人研究发现了刀豆凝集素的三级结构,从此揭开了研究植物凝集素分子结构和功能的序幕。

截止到目前为止已经发现了近千种的植物凝集素,随着对凝集素的不断的研究探索,逐渐获得了一些凝集素的蛋白质结构和功能、生物学特性,以及基因编码顺序等信息[3]。

因此,植物凝集素在生物医学和农业医学领域具有重大的应用前景。

凝集素是一类特殊的蛋白质群体,其结构中至少含有一个非催化结构域能够可逆性的结合特异性的碳水化合物,糖蛋白,糖脂表面的糖基,而不改变糖类的结构基础[4]。

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植物凝集素概述摘要:植物凝集素是来源于植物的一类能凝集细胞和沉淀单糖或多糖复合物的非免疫来源的非酶蛋白质。

植物凝集素具有细胞凝集、抗病毒、抗真菌及诱导细胞凋亡或自噬等多种能力,因此在生命科学、医学及农业方面均有较好的研究价值和应用前景。

本文综述了植物凝集素近年来的研究概况,介绍了凝集素的定义,植物凝集素的结构特性、分类、分离纯化、功能及其应用。

1凝集素的发现及定义目前已经发现了近 1 000 种植物凝集素,并在生理生化及分子生物学方面对它们进行了许多研究,其中豆科植物凝集素有600多种。

植物中,不仅种子中存在凝集素,根、茎、叶、皮、果汁中也发现有凝集素。

1888年Herman和Sti11mark首次在蓖麻萃取物中发现了凝集素,它具有凝集红细胞的作用。

Renkonnen 发现它们对血细胞凝集时具有选择性。

随着对红细胞凝集反应中血型特异性认识程度的逐渐深入, Watkin 和Morgan 建立了人类ABO 血型系统凝集反应中严格的糖特异性结合理论。

Go1dstein 给出了凝集素的第一个较确切的定义:凝集素是自然界广泛存在的一类能凝集细胞、多糖或糖复合物的非源于免疫反应的糖蛋白。

现在研究表明,它还能够特异性识别并可逆结合复杂糖复合物中的糖链,而不改变所结合糖基的共价键结构。

另外,1980 年,Nature 杂志发表了5 位凝集素研究方面著名科学家的联名信,提出了当时较有权威性的凝集素定义:凝集素是指非免疫来源的糖结合蛋白或糖蛋白,并应有使细胞凝集或糖复合物沉淀的能力。

此定义包含三个要点:(1)凝集素是蛋白质或糖蛋白;(2)凝集素必须有专一的与糖基结合的特性,但是排除了免疫来源的针对糖基的抗体;(3)因为规定了能使细胞凝集或是糖复合物沉淀的特性,所以凝集素分子必须具有两个或更多糖结合位点,这样把一些虽有糖结合能力但是糖结合位点仅有一个的酶、转运蛋白、激素、毒素等排除在外。

2植物凝集素的结构特性目前已经获得纯化的凝集素中,阐明氨基酸序列的并不多,多数是对甘露糖(或葡萄糖)专一的凝集素。

从已分离的凝集素看,分子量变化范围约为10 kDa~100 kDa ,亚基数目为2~4 个。

关于亚基产生的分子机制,有三种解释:(1)不同亚基是不同基因编码的产物;(2)不同亚基由统一基因编码,但经翻译过程形成分子量相同或不同的肽链;(3)翻译后不同程度的修饰导致。

现己知道,凝集素与糖的结合是通过其分子中肽链的活性部位,即专一结合糖的区域实现的,与凝集素分子中共价结合的糖无关。

凝集素至少应该具有2 个与糖结合的位点,而且结合是可逆的。

它有以共价键相连接的蛋白质和糖2 个部分。

其中前者占较大的比例,一般是几个单糖构成寡糖链,再以2种方式与蛋白质肽链相连,分别构成N-连接糖蛋白和O-连接糖蛋白。

现已知的糖肽连接键主要有三种:(1)血清型糖蛋白,亦称天冬酰胺2连接或N-连接的糖蛋白;(2)粘蛋白型糖蛋白,糖链与肽链由Ga1NAcα1-Ser/ Thr 连接;(3)真菌中的Man-Thr 连接。

凝集素不仅可以识别不同的单糖而且也可以特异结合不同的寡糖。

此外,凝集素2糖互作也较好地解释了细胞识别系统的机制。

基于细胞表面含有大量的凝集素和糖复合物,使细胞以凝集素为桥梁进行相互作用成为可能。

凝集素除了有与糖结合的位点外,还可以与其它生物大分子几丁质、糖脂和多糖等结合。

凝集素一般为二聚体或四聚体结构,其分子由一个或多个亚基组成,每一个亚基有一个与糖分子特异结合的专一点。

豆科植物凝集素至少有一个非催化结构域,并可逆地结合到特异单糖或寡糖上。

结构域的数量由凝集素的复合体数目来决定。

二体或多体凝集素可以形成多种结构的蛋白糖复合体。

单体凝集素不能形成这种复合结构(Ron 等,1992)。

通过豆科植物凝集素晶体结构的分析,发现凝集素与糖形成的复合体,每个单体结合着Ca2+和Mn2+,与其中四个高度保守的氨基酸残基直接相互作用。

豆科植物凝集素结合单糖位点的氨基酸残基是Asp-81、G1y- 99、Asn- 125、G1y- 216、A1a- 217、G1u- 218,它们结合单糖的位点对于结合糖来讲都是必需的。

3植物凝集素的分类3.1根据植物凝集素业基的结构特征,植物凝集素被分成 4 种类型,部分凝集素(mero1ectins)、全凝集素(ho1o1ectins)、嵌合凝集素(chimero1ectins)、超凝集素(super21ectins)。

3.2根据氨基酸序列的同源性及其在进化上的关系,植物凝集素可以分为7 个家族:豆科凝集素、几丁质结合凝集素、单子叶甘露糖结合凝集素、Ⅱ型核糖体失活凝集素、木菠萝素家族、葫芦科韧皮部凝集素、苋科凝集素。

3.3 按结合糖的类型,凝集素可分为6 类:(1)D-甘露糖或D-葡萄糖凝集素,如伴刀豆凝集素A(ConA);(2)N-乙酰氨基葡萄糖凝集素,如麦胚凝集素(WGA);(3)N-乙酰氨基半乳糖凝集素,如大豆凝集素(SBA);(4)D-半乳糖凝集素,如蓖麻凝集素(RCA);(5)1-岩藻糖凝集素,如荆豆凝集素(UEA);(6)N-乙酰神经氨酸(唾液酸)凝集素,如马蹄蟹凝集素。

4植物凝集素的分离纯化植物凝集素的分离、提纯及相关生物活性测定,一直是研究者关注的热点。

具体的分离纯化方法目前有很多种,基本上都是按照蛋白质分离方法进行。

一般先将提取物经硫酸铵分级沉淀,然后通过阴离子或阳离子交换层析。

如果此种凝集素的糖结合专一性已知,可以利用亲和层析加以纯化。

利用受体制备亲和层析柱,然后用洗脱液进行解吸附。

注意:前提是所用的介质必须不影响凝集素的凝集活性。

还有一种疏水层析,由于很多凝集素具有特殊的疏水接合部位,因此可使用此方法加以分离。

这种方法可以不必考虑凝集素的糖结合活性,可以用水作洗脱剂,经济、简便、条件温和且回收率高。

由于凝集素自身很不稳定,易受p H、温度及离子等条件变化的影响,加之在生物体内的含量很低,使它的纯化十分困难,同时也阻碍了对它的深入研究。

将凝集素粗品纯化的方法种类繁多,文献报道的有DEAE2Sep harose 、DEAE-ce11u1ose52 柱层析、Sep hadexG-100 、Sep hadexG-25 、CM-sep harose FastF10w 柱层析等。

这些方法相互配合使用,形成系列纯化,而且先后顺序各有不同。

5植物凝集素功能5.1植物凝集素最本质的功能——特异性的糖结合能力植物凝集素是一类具有特异性糖结合活性的蛋白质,这是区别于所有其他植物蛋白的标志。

由于糖结合域的保守性,植物凝集素一般只能结合一种单糖或寡聚糖。

而在生物体中,一般起信号传递或转换的蛋白质均为糖蛋白,其糖链末端的糖残基因可被凝集素特异性识别并结合,从而促使凝集素与糖蛋白产生特异性相互作用,进一步引发下游一系列的生化信号级联反应。

大量研究表明,在从凝集素进入靶位,与受体结合和产生相关生物学效应的整个过程中,其糖结合能力起到了最关键的作用。

凝集素与受体糖的结合表现出如下特性:(1)一种凝集素只与含有一种糖分子的受体结合,如伴刀豆素A 只与含甘露糖的凝集素受体结合;(2)各类凝集素对与其结合的受体糖分子中各个碳原子上的羟基、受体中糖链上与凝集素结合的糖分子的位置以及糖苷链的类型都有专一性;(3)凝集素的糖结合位点大小、形状、糖决定族在糖链中的位置、配体糖的构象等都影响着凝集素与糖分子的结合;(4)一个细胞膜上的凝集素还会随着细胞发展阶段的不同而发生种类、数量和位置上的变化。

5.2细胞凝集能力凝集作用是凝集素与细胞表面的含糖受体结合,由于一个凝集素通常具有两个以上的糖结合位点,因而能同时与多个细胞结合,使游离的单细胞聚集成团。

凝集素因最早被发现能凝集红血球而被命名,随着研究的深入和其凝集作用的机制的揭示,研究发现,凝集素不但能凝集红细胞,还可凝集其它细胞,如精子、淋巴细胞、细菌等。

红花菜豆凝集素(Phaseo1us coccineus 1ectin,PC1)对肿瘤细胞、某些菌类(如大肠杆菌和酵母菌)具有凝集作用,而且对不同肿瘤细胞呈现不同的凝集活性。

实验表明,有些凝集素对红细胞的凝集作用具有种属专一性,有的则没有种属专一性。

例如,狗脊蕨凝集素对人的A、B、O 型血细胞的凝集活性相差不大,对其他种属来源的红细胞凝集活性有较大的差异,而红花菜豆凝集素对多种动物的红细胞具有凝集作用。

由于不同的凝集素的糖结合特异性不会因环境而异,因此其对于不同细胞的凝集能力的不同能大致表明不同细胞表面糖受体组成的差异。

5.3凝集素诱导凋亡和自噬从20 世纪90 年代开始,多种凝集素被报道能够诱导哺乳动物细胞,尤其是癌细胞,发生凋亡。

大概机制一般为:凝集素与细胞膜上相应受体相结合,激活caspase 途径或通过内吞作用激活线粒体途径从而诱发凋亡。

如伴刀豆球蛋白能在小鼠巨噬PU5-1.8 细胞培养物中促使线粒体的聚集和细胞色素c 的释放从而诱导凋亡,在黑色素瘤A375 细胞中也具有较好的凋亡诱导能力;苦参凝集素(Sophora f1avescens 1ecti, SF1)与He1a 细胞共培养时,能以时间和剂量依赖的方式激活典型的caspase 途径诱导凋亡的发生。

2007 年,植物凝集素(伴刀豆球蛋白)首次被证实能通过线粒体途径诱导肝癌细胞发生自噬,该成果极大补充了凝集素在诱导细胞死亡方面的作用,对于该过程的分子机制有了更清楚的认识。

2010 年,1iu 等首次发现一种单子叶植物凝集素——黄精凝集素(Po1ygonatumsibiricum 1ectin, PS1),不仅具有突出的凋亡诱导能力,同时还具有激活癌细胞自噬相关通路的双重功能。

当与小鼠纤维瘤1929 细胞共培养时,黄精凝集素能阻断Ras-Raf 途径激活凋亡相关信号通路,同时能阻断PI3K-Akt 途径从而增强细胞的自噬活性。

随着研究的逐步深入,越来越多的凝集素以及它们诱导癌细胞死亡的机制被不断揭示,为进一步药物开发提供了强有力的理论基础。

5.4抗动物病毒由于凝集素与其特异性糖的高亲和能力,使得它与相应的含糖受体结合更稳定,这也是凝集素抗病毒的最本质机理。

常见途径有两条:(1)凝集素与病毒上的蛋白质配体相结合,阻碍该配体与动物细胞表面的受体结合或信息交流;(2)凝集素与动物细胞表面的含糖受体(尤其是病毒识别的受体)相结合,通过竞争性抑制,阻碍病毒的后续浸染过程。

病毒在人和动物的感染性疾病中起着重要的作用,因而该方面的研究也显得十分重要。

在各类凝集素中,雪花莲家族凝集素的抗病毒能力尤为突出。

许多成果表明,该家族对于多种病毒均具有较好的抗性。

在抗HIV 研究领域,雪花莲凝集素和朱顶兰凝集素(Hippeastrum hybrid agg1utinin,HHA)能选择性抑制HIV 多种变异株系,阻止被HIV 感染的细胞和T 淋巴细胞产生胞合体。

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