Введение
Лектин (белок, связывающий углеводы), первоначально выделенный из плодов хлебного дерева (Canavalia ensiformis). Конканавалин А (ConA) – это лектин (белок, связывающий углеводы), первоначально выделенный из плодов хлебного дерева. Он относится к семейству лектинов бобовых. Он специфически связывается с определенными структурами, встречающимися в различных сахарах, гликопротеинах и гликолипидах, преимущественно с внутренними и невосстанавливающими терминальными α-D-манозильными и α-D-глюкозильными группами. Однако его физиологическая функция у растений до сих пор не установлена. ConA является растительным митогеном и известен своей способностью стимулировать субпопуляции Т-клеток мыши, что приводит к формированию четырех функционально различных популяций Т-клеток, включая предшественники регуляторных Т-клеток; субпопуляция супрессорных Т-клеток человека также чувствительна к ConA. Он также используется для очистки гликозилированных макромолекул методом аффинной хроматографии на лектинах, а также для изучения иммунной регуляции различными иммунными клетками. Молекулярные основы его взаимодействия с металлами, равно как и его аффинность к сахарам маннозе и глюкозе, хорошо изучены. ConA специфически связывает α-D-манозильные и α-D-глюкозильные остатки (два гексозы, различающиеся только спиртом во втором углероде) в терминальном положении разветвленных структур B-гликанов (богатых α-маннозой, или гибридных и биантеннарных гликанных комплексов). Он имеет 4 сайта связывания, соответствующие 4 субъединицам. Биотехнологическое применение.
Concanavalin A (ConA) is a lectin (carbohydrate binding protein) originally extracted from the jack bean (Canavalia ensiformis). It is a member of the legume lectin family. It binds specifically to certain structures found in various sugars, glycoproteins, and glycolipids, mainly internal and nonreducing terminal α D mannosyl and α D glucosyl groups. Its physiological function in plants, however, is still unknown. ConA is a plant mitogen, and is known for its ability to stimulate mouse T cell subsets giving rise to four functionally distinct T cell populations, including precursors to regulatory T cells; a subset of human suppressor T cells is also sensitive to ConA. It is also used to purify glycosylated macromolecules in lectin affinity chromatography, as well as to study immune regulation by various immune cells. as have the molecular basis of its interactions with metals as well as its affinity for the sugars mannose and glucose are well known. ConA binds specifically α D mannosyl and α D glucosyl residues (two hexoses differing only in the alcohol on carbon 2) in terminal position of ramified structures from B Glycans (rich in α mannose, or hybrid and bi antennary glycan complexes). It has 4 binding sites, corresponding to the 4 sub units. biotechnological uses
Процесс созревания
ConA и его варианты (встречающиеся у близкородственных растений) – единственные известные белки, подвергающиеся посттрансляционной перестановке последовательности, известной как круговая перестановка в белках, при которой N-концевая половина прекурсора ConA перемещается в C-конец в зрелой форме; все остальные известные круговые перестановки происходят на генетическом уровне. Круговая перестановка ConA осуществляется аспарагинилэндопептидазой из бобов кренов – универсальным ферментом, способным расщеплять и соединять пептидные субстраты в одном активном центре. Для превращения ConA в зрелую форму аспарагинилэндопептидаза бобов кренов расщепляет прекурсор ConA в середине и соединяет два исходных конца.
Биологическая активность
Конканавалин А взаимодействует с разнообразными рецепторами, содержащими маннозные углеводы, в частности с родопсином, маркерами групп крови, инсулиновыми рецепторами, иммуноглобулинами и эмбриональным антигеном рака (CEA). Он также взаимодействует с липопротеинами. ConA сильно аглютинирует эритроциты независимо от группы крови и различные раковые клетки. Было показано, что трансформированные клетки и нормальные клетки, обработанные трипсином, не аглютинируют при 4 °C, что указывает на наличие температурно-чувствительного этапа в аглютинации, опосредованной ConA. Сообщалось об аглютинации других типов клеток, вызванной ConA, включая мышечные клетки, B-лимфоциты (через поверхностные иммуноглобулины), фибробласты, тимоциты крысы, эпителиальные клетки кишечника плода человека (но не взрослого) и адипоциты. ConA является митогеном лимфоцитов. Подобно фитогемагглютинину (PHA), он является селективным митогеном T-клеток по отношению к его воздействию на B-клетки. PHA и ConA связывают и перекрестно связывают компоненты T-клеточного рецептора, и их способность активировать T-клетки зависит от экспрессии T-клеточного рецептора. ConA взаимодействует с поверхностными маннозными остатками многих микробов, включая бактерии E. coli и Bacillus subtilis, а также простейшее Dictyostelium discoideum. Также было показано, что он является стимулятором нескольких матричных металлопротеиназ (ММП). ConA оказался полезным в приложениях, требующих иммобилизации гликоферментов на твердой фазе, особенно тех, которые трудно иммобилизовать традиционным ковалентным связыванием. Используя матрицы, конъюгированные с ConA, такие ферменты можно иммобилизовать в больших количествах без одновременной потери активности или стабильности. Такие нековалентные конъюгаты гликоферментов с ConA могут быть относительно легко обращены вспять в результате конкуренции с сахарами или при кислом pH. При необходимости для определенных применений эти конъюгаты могут быть преобразованы в ковалентные связи химическим путем. В отчете из Тайваня (2009) была продемонстрирована выраженная терапевтическая эффективность ConA против экспериментальной гепатомы (рака печени); в исследовании Лей и Чанга было обнаружено, что ConA в большей степени секвестрируется клетками опухоли печени, чем окружающими нормальными гепатоцитами. Интернализация ConA происходит преимущественно в митохондрии после связывания с клеточными мембранными гликопротеинами, что запускает аутофагическую гибель клеток. Было обнаружено, что ConA частично ингибирует рост опухолевых узлов независимо от активации лимфоцитов; эрадикация опухоли в модели гепатомы in situ у мышей в этом исследовании также была связана с митогенным/лимфопролиферативным действием ConA, которое могло активировать CD8+ T-клеточный, а также NK- и NK T-клеточный иммунный ответ в печени.