凝集素

凝集素

具有高度特異性的結合蛋白
凝集素(Lectin)是指一種從各種植物,無脊椎動物和高等動物中提純的糖蛋白或結合糖的蛋白,因其能凝集紅血球(含血型物質),故名凝集素。常用的為植物凝集素(Phytoagglutin,PNA),通常以其被提取的植物命名。[1]Lectin的名字的由來是來自于拉丁文中的legere,代表選擇的意思。盡管它們最初是在一百多年前于植物中發現,但是如今認為它們在自然界中普遍存在。
    中文名:凝集素 外文名:Lectin 别名: 化學式: 分子量: CAS登錄号: EINECS登錄号: 熔點: 沸點: 水溶性: 密度: 外觀: 閃點: 應用: 安全性描述: 危險性符号: 危險性描述: UN危險貨物編号: CN危險貨物編号: 常用的:植物凝集素、花生凝集素等 提取物:糖蛋白或結合糖的蛋白 主要形式存在:以糖蛋白和糖脂的形式存在 特征:多價結合能力等

簡介

凝集素是動物細胞和植物細胞都能夠合成和分泌的、能與糖結合的蛋白質,在細胞識别和粘着反應中起重要作用,主要是促進細胞間的粘着。凝集素具有一個以上同糖結合的位點,因此能夠參與細胞的識别和粘着,将不同的細胞聯系起來。

凝集素(Lectin)是指一種從各種植物,無脊椎動物和高等動物中提純的糖蛋白或結合糖的蛋白,因其能凝集紅血球(含血型物質),故名凝集素。

雖然人們認為在植物中凝集素的功能是結合細胞表面上的糖蛋白,然而在動物中它的功能也包括結合可溶性的細胞外或細胞内糖蛋白。

純化的凝集素對于臨床應用非常重要,因為它能夠用來鑒定血型。有些存在人類紅血球上的糖脂質以及糖蛋白能夠經通過凝集素來鑒定。一種來自于雙花扁豆(Dolichos biflorus)的凝集素,經鑒定後發現可識别A1血型。

凝集素在植物中的真正功能還有待研究,而是否僅具細胞附着功能依然還有疑問。凝集素在種子中大量表現(通常自種子中純化),并且随着植物生長而減少,這顯示其在植物發芽或種子自我生存中扮演了重要角色。

凝集素被視為免疫系統中的直接演化前身,而且它們至今依然在此扮演重要角色-凝集素補體激活途徑、甘露糖結合凝集素、S、P、E凝集素,等等。

“高等”凝集素如自然殺手細胞接受器,對于簡單的糖類具有較低的專一性,而對于模糊的寡糖結構顯示高度親和性。

豆科植物中的凝集素已被廣泛的作為模式生物來了解蛋白質如何識别糖類的分子基礎,因為它們相對容易取得而且具有廣泛的糖類種類。許多凝集素的晶體結構也揭示了糖類與蛋白質之間的原子作用。

一個凝集素在生物學上強大的例子是生化戰劑蓖麻毒素。蓖麻毒素是一種由兩個功能結構域所組成而自從蓖麻中純化的蛋白質。

應用

一般認為細胞膜上特定的糖基可用以區别細胞的類型和反映細胞在分化、成熟和腫瘤細胞性變中的變化。

細胞分化标志:

作為細胞分化和成熟的标記應用凝集素作為細胞分化的标志,在這方面的應用報告最多,而且研究比較集中于血細胞,特别是淋巴細胞的分群。

細胞特殊類型标記:

Kivela和Farkkanen(1987)發現在人視網膜,PNA标記視錐細胞而不标記視杆細胞。在乳腺、乳腺上皮細胞呈PNA陽性反應而肌上皮細胞和間質細胞呈PNA陰性反應。

Streit和Kreutzberg(1987)發現Griffonia Simplicifolia凝集素特異性标記面神經節内的小膠質細胞,其它類型的膠質細胞如星狀膠質細胞(astrocyte)等都顯示陰性反應。在切斷面神經後,增殖的小膠質細胞對Griffonia Simplicifolia凝集素的反應加強,免疫電鏡觀察表明,凝集素主要沉積在細胞膜或小膠質細胞突起的軸膜表面,特異性結合糖基是α—D—半乳糖。

伴有細胞膜的改變:

在腫瘤中凝集素結合的改變腫瘤細胞伴有細胞膜的改變,細胞膜上的糖基也會産生相應的變化,可用凝集素檢測出來。大量研究發現,凝集素可作為腫瘤組織源性的标記、腫瘤特異性診斷的标志、腫瘤惡性的标記和不同腫瘤的分化标記。

化學應用

凝集素可為熒光素、酶和生物素等所标記,分别進行下列染色法:

直接法

标記物直接标記在凝集素上,使之直接與切片中的相應糖蛋白或糖脂相結合。

(1)切片脫蠟至水。

(2)凝集素标記物(100μg/ml),室溫,30min。

(3)TBS洗3次,每次2min。

(4)如為熒光素标記物,封片用熒光顯微鏡觀察。如為酶标記物,則應依次進行呈色、脫水、透明和封固後在光學顯微下觀察。

直接法的優點是簡便,商品用的凝集素藥盒已能購得。但靈敏性不夠高。

間接法

将凝集素直接與切片中的相應糖基結合,而将标記物結合在抗凝集素抗體上。

(1)脫蠟至水。

(2)用含3%的H2O2的甲醇阻斷内源性過氧化物酶10min。

(3)凝集素稀釋液(100μg/ml)孵育30min。

(4)TBS洗3次,每次2min。

(5)用标記了的抗凝集素抗體(1:100)孵育30min。

(6)TBS洗3次,每次2min。

(7)呈色、脫水、透明、封片。

(8)觀察。

間接法染色還可進一步改良為:①三步法:即在凝集素孵育後,接着用抗凝集素抗體孵育,再用标記了的抗-抗凝集素抗體孵育,層層放大,進一步提高其敏感性,PAP複合物也可作為标記物标記在抗-抗凝集素抗體上。②抗生物素—生物素凝集素法:用結合了生物素的凝集素孵育切片後,TBS洗後再以抗生物素—标記物與之結合。間接法較直接法和直接法敏感性高5~10倍或更多一些,但必須購買或自制抗凝集素抗體。

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