凝集素

凝集素 （ Lectins ） 是一種對糖蛋白上的糖類具有高度特異性的結合蛋白 。 在實驗室中 ， 經常被用來分離 、 純化糖蛋白 。 Lectin的名字的由來是來自於拉丁文中的legere ， 代表選擇的意思 。 儘管它們最初是在一百多年前於植物中發現 ， 但是如今認爲它們在自然界中普遍存在 。 一般普遍認爲最早關於血球凝集素的敘述 ， 來自於1888年彼得 · 赫曼 · 斯蒂爾馬克在塔爾圖大學 （ 專制時期的俄國最老的大學之一 ） 發表的博士論文 。 血球凝集素 ， 也具有高度毒性 ， 由斯蒂爾馬克自蓖麻的種子純化出來而命名爲蓖麻毒素 。 然而大部分的凝集素基本上在作用時不具有酵素活性以及不造成免疫反應 。 凝集素在自然中到處存在 ， 它們可以結合遊離溶液中的糖類 ， 或者特定蛋白質結構的某一部分上 。 它們凝集細胞並 （ 或者 ） 參與糖結合 （ glycoconjugate ） 作用 。 雖然人們認爲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內糖蛋白 。 舉例來說 ， 有一種凝集素被發現在哺乳類動物肝細胞的表面上 ， 能夠專一性的識別乳糖殘基 。 人們相信這些細胞表面上的受體是負責將循環系統中的特定糖蛋白移除 。 另一個例子是甘露糖 -6-磷酸接受器能夠識別含有此種殘基的水解酵素 ， 隨後標定這些蛋白將其送至溶小體 。 它們提供許多不同的生物功能 — — 從細胞附著的調控 ， 到糖蛋白合成 ， 以及血液中蛋白質的濃度 。 凝集素也能夠藉由識別僅在病原中發現或是無法進入宿主細胞的的糖類而在免疫系統中扮演重要的角色 。 純化的凝集素對於臨牀應用非常重要 ， 因爲它能夠用來鑑定血型 。 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鑑定 。 一種來自於二花扁豆 （ Dolichos biflorus ） 的凝集素 ， 經鑑定後發現可識別A1血型 。 來自於荊豆的凝集素 ， 經鑑定後發現可識別H血型抗原 ， 而來自於蠶豆屬物種 Vicia graminea 的凝集素則可識別N血型抗原 。 凝集素在植物中的真正功能還有待研究 ， 而是否僅具細胞附著功能依然還有疑問 。 凝集素在種子中大量表現 （ 通常自種子中純化 ） ， 並且隨著植物生長而減少 ， 這顯示其在植物發芽或種子自我生存中扮演了重要角色 。 凝集素被視爲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 - lectin complement activation pathway, Mannose binding lectin, S, P, E lectins, etc.. “ 高等 ” 凝集素如自然殺手細胞接受器 ， 對於簡單的糖類具有較低的專一性 ， 而對於obscure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爲模式生物來了解蛋白質如何識別糖類的分子基礎 ， 因爲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 。 其一是一個能夠結合細胞表面上的半乳糖殘基而能夠使蓖麻毒素進入細胞的凝集素 ， 第二個功能結構域是一個能夠將核糖體RNA中的鹼基切除的N - glycosidase ， 該作用會抑制蛋白質的合成 ， 並進而導致細胞死亡 。