lektin - Lectin

yanal hemaglutinin

Lektinler , diğer moleküllerin parçası olan şeker grupları için oldukça spesifik olan karbonhidrat bağlayıcı proteinlerdir , bu nedenle belirli hücrelerin aglütinasyonuna veya glikokonjugatların ve polisakkaritlerin çökelmesine neden olur . Lektinler, hücresel ve moleküler düzeyde tanımada bir role sahiptir ve hücreler, karbonhidratlar ve proteinleri içeren biyolojik tanıma fenomenlerinde çok sayıda rol oynar. Lektinler ayrıca bakteri , virüs ve mantarların amaçlanan hedeflerine bağlanmasına ve bağlanmasına aracılık eder .

Lektinler doğada her yerde bulunur ve birçok gıdada bulunur. Fasulye ve tahıllar gibi bazı yiyeceklerin lektin içeriğini azaltmak için pişirilmesi veya fermente edilmesi gerekir. Kemik büyümesini destekleyen CLEC11A gibi bazı lektinler faydalıdır, diğerleri ise risin gibi güçlü toksinler olabilir .

Lektinler, tahıllardan, baklagillerden, itüzümü bitkilerinden ve süt ürünlerinden alınan lektinlere bağlanan spesifik mono- ve oligosakkaritler tarafından etkisiz hale getirilebilir ; bağlanma, hücre zarı içindeki karbonhidratlara bağlanmalarını önleyebilir. Lektinlerin seçiciliği, kan grubunu analiz etmede faydalı oldukları ve haşere direncini transfer etmek için genetiğiyle oynanmış ürünlerde potansiyel kullanım için araştırıldığı anlamına gelir .

etimoloji

Başlıca bitki lektinlerinin tablosu
  lektin sembolü lektin adı Kaynak Ligand motifi
Mannoz bağlayıcı lektinler
ConA konkanavalin A canavalia ensiformis α-D-mannosil ve α-D-glukosil kalıntıları

dallı α-mannosidik yapılar (yüksek α-mannoz tipi veya hibrit tip ve iki katlı kompleks tip N-Glikanlar)

LCH Mercimek lektin Lens mutfak İki ve üç antenli kompleks tipi N-Glikanların fukosillenmiş çekirdek bölgesi
GNA kardelen lektin Galanthus nivalis α 1-3 ve α 1-6 bağlantılı yüksek mannoz yapıları
Galaktoz / N-asetilgalaktozamin bağlayıcı lektinler
RCA Ricin , Ricinus communis aglutinin, RCA120 Ricinus komunis Galβ1-4GalNAcβ1-R
PNA fıstık aglutinin Arachis hipogaea Galβ1-3GalNAcα1-Ser/Thr (T-Antijen)
her şey jakalin Artocarpus integrifolia (Sia)Galβ1-3GalNAcα1-Ser/Thr (T-Antijen)
VVL kıllı fiğ lektin Vicia villa GalNAca-Ser/Thr (Tn-Antijen)
N-asetilglukozamin bağlayıcı lektinler
WGA Buğday tohumu aglutinin tritikum vulgaris GlcNAcβ1-4GlcNAcβ1-4GlcNAc, Neu5Ac (sialik asit)
N-asetilnöraminik asit bağlayıcı lektinler
SNA mürver lektin sambukus nigra Neu5Acα2-6Gal(NAc)-R
MAL Maackia amurensis lökoaglütinin Maackia amurensis Neu5Ac/Gca2,3Galβ1,4Glc(NAc)
MAH Maackia amurensis hemoaglütinin Maackia amurensis Neu5Ac/Gca2,3Galβ1,3(Neu5Acα2,6)GalNac
Fukoz bağlayıcı lektinler
UEA Ulex europaeus aglutinin Ulex avrupa Fuca1-2Gal-R
AAL Aleuria aurantia lektin Aleuria aurantia Fuca1-2Galβ1-4(Fucα1-3/4)Galβ1-4GlcNAc,

R2-GlcNAcβ1-4(Fucα1-6)GlcNAc-R1

William C. Boyd tek başına ve daha sonra Elizabeth Shapleigh ile birlikte 1954 yılında "lektin" terimini Latince lego- "seçilmiş" kelimesinden ( seçmek veya seçmek için legere fiilinden) getirdi .

biyolojik fonksiyonlar

Lektinler doğada her yerde bulunur. Bunlar olabilir bağlanan bir çözünür karbonhidrat veya bir karbohidrat için kısmı bir bir parçası olan glikoprotein ya da glikolipid . Tipik olarak belirli hayvan hücrelerini aglütine eder ve/veya glikokonjugatları çökeltirler . Çoğu lektin enzimatik aktiviteye sahip değildir .

Bir bitki lektininin ( Griffonia simplicifolia isolektin IV, Lewis b kan grubu determinantı ile kompleks halinde ) bağlanma bölgesine bağlı bir oligosakkarit (gri renkle gösterilmiştir ); netlik için oligosakaritin sadece bir kısmı (merkezi, gri) gösterilmiştir.

Hayvanlar

Lektinler hayvanlarda şu işlevlere sahiptir:

  • Düzenlenmesi hücre yapışması
  • Düzenlenmesi glikoprotein sentezi
  • Kan protein seviyelerinin düzenlenmesi
  • Çözünür hücre dışı ve hücreler arası glikoproteinlerin bağlanması
  • Dolaşım sisteminden belirli glikoproteinlerin çıkarılmasıyla sonuçlanan galaktoz kalıntılarının tanınması için memeli karaciğer hücrelerinin yüzeyinde bir reseptör olarak
  • Mannoz-6-fosfat içeren hidrolitik enzimleri tanıyan ve bu proteinleri lizozomlara ulaştırmak üzere hedefleyen bir reseptör olarak ; I-hücre hastalığı , bu özel sistemdeki bir tür kusurdur.
  • Lektinlerin doğuştan gelen bağışıklık sisteminde önemli roller oynadığı bilinmektedir . Mannoz bağlayıcı lektin gibi lektinler , istilacı mikroorganizmalara karşı birinci basamak savunmaya aracılık etmeye yardımcı olur . Diğer bağışıklık lektinleri, kendi kendine olmayan ayrımcılığında rol oynar ve muhtemelen enflamatuar ve otoreaktif süreçleri modüle ederler. Intelektinler (X-tipi lektinler) mikrobiyal glikanları bağlar ve doğuştan gelen bağışıklık sisteminde de işlev görebilir. Lektinler, balıklar da dahil olmak üzere omurgalıların doğuştan gelen bağışıklığında örüntü tanıma ve patojen eliminasyonunda yer alabilir.

Bitkiler

Bitkilerdeki lektinlerin işlevi ( baklagil lektin ) hala belirsizdir. Rhizobia bağlanması için gerekli olduğu düşünüldüğünde , önerilen bu işlev, lektin nakavt transgen çalışmaları yoluyla göz ardı edildi .

Bitki tohumlarındaki büyük lektin konsantrasyonu, büyüme ile azalır ve bitkinin çimlenmesinde ve belki de tohumun kendisinde hayatta kalmasında bir rol olduğunu düşündürür . Parazitik hücrelerin yüzeyine glikoproteinlerin bağlanmasının da bir fonksiyon olduğuna inanılmaktadır. Birkaç bitki lektininin , adenin , oksinler , sitokinin ve indol asetik asitin yanı sıra suda çözünür porfirinler de dahil olmak üzere , esas olarak doğada hidrofobik olan karbonhidrat olmayan ligandları tanıdığı bulunmuştur . Bu moleküllerin bazıları fitohormonlar olarak işlev gördüğünden, bu etkileşimler fizyolojik olarak alakalı olabilir .

Lektin reseptör kinazlarının (LecRK'ler), herbivor saldırısından oluşturulan veya salınan hasarla ilişkili moleküler paternleri (DAMP'ler) tanıdığına inanılmaktadır. İn Arabidopsis , baklagil tip LecRKs grup 1 11 LecRK proteinler vardır. LecRK-1.8'in hücre dışı NAD moleküllerini tanıdığı ve LecRK-1.9'un hücre dışı ATP moleküllerini tanıdığı rapor edilmiştir .

Bakteriler ve virüsler

Bazı hepatit C viral glikoproteinleri, enfeksiyonu başlatmak için konakçı hücre yüzeyindeki (karaciğer hücreleri) C tipi lektinlere bağlanabilir . Doğuştan gelen bağışıklık sistemi tarafından vücuttan atılmasını önlemek için , patojenler (örneğin, insan hücrelerini enfekte eden virüs parçacıkları ve bakteriler ) genellikle , konakçı hücre yüzeyi glikoproteinleri ve glikolipidler üzerindeki dokuya özgü glikanlara bağlanan adezinler ve hemaglutininler olarak bilinen yüzey lektinlerini eksprese eder .

Kullanmak

Tıpta ve tıbbi araştırmalarda

Saflaştırılmış lektinler, kan gruplaması için kullanıldıkları için klinik ortamda önemlidir . Bir bireyin kırmızı kan hücrelerindeki bazı glikolipidler ve glikoproteinler, lektinler tarafından tanımlanabilir.

  • A1 kan grubuna ait hücreleri tanımlamak için Dolichos biflorus'tan bir lektin kullanılır.
  • H kan grubu antijenini tanımlamak için Ulex europaeus'tan bir lektin kullanılır.
  • N kan grubu antijenini tanımlamak için Vicia graminea'dan bir lektin kullanılır.
  • M kan grubu antijenini tanımlamak için Iberis amara'dan bir lektin kullanılır.
  • Theros antijenini tanımlamak için hindistancevizi sütünden bir lektin kullanılır .
  • R antijenini tanımlamak için Carex'ten bir lektin kullanılır.

Nörobilimde, anterograd etiketleme yöntemi , barbunya fasulyesinden bir lektin olan PHA-L ile efferent aksonların yolunu izlemek için kullanılır .

Muzdaki bir lektin ( BanLec ), HIV-1'i in vitro olarak inhibe eder . Tachypleus tridentatus'tan izole edilen akilektinler , insan A-tipi eritrositlerine karşı spesifik aglütinasyon aktivitesi gösterir. Sırasıyla Charybdis japonica ve Lymantria dispar'dan ayrılan anti-BCJ ve anti-BLD gibi anti-B aglutininler , hem rutin kan gruplandırmasında hem de araştırmalarda değerlidir.

Proteinler tarafından karbonhidrat tanıma çalışmalarında

Miksozoan ile enfekte balık kaslarının lektin histokimyası

PHA veya concanavalin A gibi baklagil bitkilerinden elde edilen lektinler, proteinlerin karbonhidratları nasıl tanıdığının moleküler temelini anlamak için model sistemler olarak yaygın olarak kullanılmıştır, çünkü elde edilmeleri nispeten kolaydır ve çok çeşitli şeker özelliklerine sahiptirler. Baklagil lektinlerinin birçok kristal yapısı , karbonhidratlar ve proteinler arasındaki atomik etkileşimlerin ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasına yol açmıştır.

Biyokimyasal bir araç olarak

Konkanavalin A ve diğer ticari olarak temin edilebilen lektinler, glikoproteinlerin saflaştırılması için afinite kromatografisinde yaygın olarak kullanılmıştır .

Genel olarak, protein ile ilgili olarak karakterize edilebilir glikoformların vasıtasıyla ve karbonhidrat yapısının afinite kromatografisi , kurutma , afinite elektroforezi ve afinite immunoelectrophoreis yanı olarak, lektinler ile mikrodizilerinde olarak, çabuk kaybolan -Tarla mikrodizi lektin floresan yardımlı.

biyokimyasal savaşta

Lektinlerin güçlü biyolojik özelliklerine bir örnek, biyokimyasal savaş ajanı risindir. Protein risin, hint yağı bitkisinin tohumlarından izole edilir ve iki protein alanını içerir . Abrin gelen jequirity bezelye benzerdir:

  • Bir alan, hücre yüzeyi galaktosil kalıntılarını bağlayan ve proteinin hücrelere girmesini sağlayan bir lektindir.
  • İkinci alan, nükleobazları ribozomal RNA'dan ayıran, protein sentezinin inhibisyonu ve hücre ölümü ile sonuçlanan bir N- glikosidazdır .

Diyet lektin

Lökoaglütinin, çiğ Vicia faba'da (bakla) bulunan toksik bir fitohemagglutinindir .

Lektinler doğada yaygındır ve birçok gıda proteinleri içerir. Bazı lektinler az pişirilirse veya çok miktarda tüketilirse zararlı olabilir. Ham olduklarında en güçlüdürler; Kaynatma, haşlama veya birkaç saat suda bekletme çoğu lektini etkisiz hale getirebilir. Yavaş bir tencerede olduğu gibi düşük ısıda çiğ fasulye pişirmek , tüm lektinleri ortadan kaldırmaz. Bununla birlikte, dünyadaki en uzun ömürlü, en sağlıklı insanlar, çoğunlukla bol miktarda lektin içeren bitki bazlı diyetlerle geçinme eğilimindedir.

Bazı insanlar, çoğunlukla Steven Gundry'nin yazılarına dayanan "lektinsiz" diyetler önerdiler . Tipik bir lektin içermeyen diyet, çoğu tahıl, bakliyat ve baklagillerin yanı sıra yumurta, deniz ürünleri ve birçok temel meyve ve sebze de dahil olmak üzere bir dizi gıdayı hariç tutar. Bununla birlikte, Gundry'nin iddiaları sahte bilim olarak kabul edilir ve kitabı, lektinlerle hiçbir ilgisi olmayan ve hatta buğday, arpa ve çavdardan kaçınmanın tavsiyelerinin aksine daha az faydalı bakterilere ve daha zararlı bakterilere yol açtığını gösteren çalışmalardan "alıntı yapar". Daha ciddi olarak, Gundry'nin bir çıkar çatışması var, çünkü lektinlerin etkilerine karşı koruma sağladığı iddia edilen takviyeler satıyor. Neredeyse bir saat süren bir reklamda, sarf malzemelerinin azaldığını söyledi ve izleyicilere hemen harekete geçmelerini ve depolayabilecekleri kadar sipariş vermelerini söyledi. Takviyelerin gerekliliği, benzer şekilde, "İhtiyacınız olan tüm besin maddelerini almak, takviye olmadan yapılamaz" diye yazdığı kitabının can alıcı argümanıdır.

Bazı araştırmalar, lektinlerin kalsiyum , demir , fosfor ve çinko gibi bazı minerallerin emilimini engelleyebileceğini bulmuştur . Bazı besin parçalanmasını ve emilim bozabilir sindirim sistemi hücrelere lektinlerin bağlanması, ve uzun bir süre için hücrelere bağlanan gibi bazı teori belli bir rol oynayabileceğini sahip enflamatuar gibi şartlar , romatoid artrit ve tip 1 diyabet , ancak insanlarda uzun vadeli sağlık etkileri iddialarını destekleyen araştırmalar sınırlıdır ve mevcut çalışmaların çoğu, yetersiz beslenmenin bir faktör olabileceği veya diyet seçeneklerinin sınırlı olduğu gelişmekte olan ülkelere odaklanmıştır.

toksisite

Lektinler, uygun işleme ve hazırlama (örneğin, ısıyla pişirme, fermantasyon) ile inaktive edilen birçok ham bitkinin birçok toksik bileşeninden biridir. Örneğin, çiğ barbunya fasulyesi doğal olarak toksik seviyelerde lektin (örneğin fitohemagglutinin) içerir. Olumsuz etkiler, beslenme yetersizliklerini ve bağışıklık ( alerjik ) reaksiyonları içerebilir .

hemaglütinasyon

Lektinler, tersine çevrilebilir karbonhidrat bağlama aktiviteleri sergileyen spesifik şeker bağlayıcı proteinler olan protein antinütriyenlerinin önemli bir ailesi olarak kabul edilir . Lektinler, kırmızı kan hücrelerini aglütine etme yetenekleri bakımından antikorlara benzer .

Birçok baklagil tohumunun, hemaglütinasyon adı verilen yüksek lektin aktivitesi içerdiği kanıtlanmıştır. Soya fasulyesi bu kategorideki en önemli baklagil mahsulüdür. Tohumları yüksek aktiviteli soya fasulyesi lektinleri ( soya fasulyesi aglutinin veya SBA) içerir.

Tarih

Sayısız biyolojik işlevlerinin daha derinden anlaşılmasından çok önce, fitohemagglutininler olarak da bilinen bitki lektinleri, yabancı glikokonjugatlara (örneğin mantarların , omurgasızların ve hayvanlarınkiler) özellikle yüksek özgüllükleri ile not edildi ve biyotıpta kan hücresi testi için kullanıldı ve Fraksiyonasyon için biyokimyada .

İlk olarak 100 yıldan daha uzun bir süre önce bitkilerde keşfedilmiş olmalarına rağmen, artık lektinlerin doğada mevcut olduğu bilinmektedir. Bir lektinin en erken tanımının Peter Hermann Stillmark tarafından 1888'de Dorpat Üniversitesi'ne sunduğu doktora tezinde verildiğine inanılmaktadır . Stillmark, hint bitkisinin ( Ricinus communis ) tohumlarından son derece toksik bir hemaglutinin olan risini izole etti .

Büyük ölçekte saflaştırılan ve ticari olarak temin edilebilen ilk lektin, şu anda şeker içeren moleküllerin ve hücresel yapıların karakterizasyonu ve saflaştırılması için en çok kullanılan lektin olan konkanavalin A idi. Baklagil lektinler muhtemelen en iyi çalışılmış lektinler.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar