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.

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.