Biochemistry of the J Blood Group Substance of Cattle
Authors: Thiele O. W. 
Published: May 2010

The J blood group substance of cattle is primarily dissolved in the blood plasma and secondarily acquired by the erythrocytes from the plasma. The J activity is either bound to a lipid or to a protein. The lipidic J occurs in the erythrocyte membrane, in the plasma and in a variety of fluids and organs. The protein‐bound J activity is found in the serum and in a variety of fluids and tissues, but not in the erythrocyte membrane. The quantification of J activity is briefly described.

The lipidic J substance was isolated from bovine spleen and bovine serum. The lipidic J activity is bound to at least two glycosphingolipids with different carbohydrate chain lengths. The tentative structure of J is in accordance with a ceramide dodecahexoside and a ceramide decahexoside with a terminal N‐acetyl‐D‐galactosamine residue. The lipidic J is transported with very low (VLDL) and low density lipoproteins (LDL) of serum. The non‐lipidic J substance is a glycoprotein probably carrying O‐glycosidic carbohydrate‐protein linkages.

Cross‐reactions of the J system with the porcine A and the human A system were studied.

The in vivo transfer of J activity from serum onto J negative erythrocytes is evident, as well as transfer in vitro. Only the lipidic J is able to be transferred to J negative erythrocytes. However, transfer is inhibited by a variety of phospholipids present in the lipid fraction of serum and of most other fluids and tissues. These “blocker” substances have to be removed or destroyed before the transfer of J can be demonstrated. The J glycoprotein is not transferred to erythrocytes.

The incorporation of lipidic J into the erythrocyte membrane increases with increasing concentration of J offered, with increasing incubation time and with increasing temperature. The J character could also be transferred in vitro to the erythrocytes of a variety of mammals (including man) and of chicken.

The transfer in vivo is a rather slow process. Its rate depends on the interaction of two variables, the serum concentration of lipidic J and of blocker. This is probably the rationale of why young calves have J negative erythrocytes in spite of a J positive serum and why, in some cases, the erythrocytes remain J negative in adult cattle for life in spite of J positive serum.

Biochemie der J‐Blutgruppen‐Substanz beim Rind

Die J‐Blutgruppensubstanz des Rindes ist primär im Blutplasma gelöst und wird sekundär vom Plasma auf die Erythrocyten übertragen. Die J‐Aktivität ist entweder an ein Lipid oder an ein Protein gebunden. Die lipide J‐Substanz findet sieh in der Erythrocyten‐Membran, im Plasma und in einer Reihe von Körperflüssigkeiten und Organen. Die protein‐gebundene J‐Aktivität findet sich im Serum und ebenfalls in einigen Körperflüssigkeiten und Geweben, aber nicht in der Erythrocyten‐Membran. Die quantitative Bestimmung der J‐Aktivität mit Hilfe von Anti‐J wird kurz beschrieben.

Die lipide J‐Substanz wurde aus Rinder‐Milz und aus Rinder‐Serum isoliert. Die Aktivität der lipiden J‐Substanz ist wenigstens an zwei Glykosphingolipide, die eine verschieden lange Kohlenhy‐dratkette besitzen, gebunden. Das J‐Lipid ist wahrscheinlich ein Ceramid‐dodecahexosid und ein Ceramid‐decahexosid, beide mit terminaler N‐Acetyl‐D‐galaktosamin‐Gruppe. Das lipide J wird im Serum mit Lipoproteinen sehr geringer (VLDL) und geringer Dichte (LDL) transportiert. Die nichtlipide J‐Substanz ist ein Glykoprotein, das wahrscheinlich O‐glykosidische Kohlcnhydrat‐Protein‐Bindungen trägt.

Kreuzreaktionen des J‐Systems mit dem Schweine‐A‐ und dem menschlichen A‐System wurden untersucht.

Ein in vitro‐Transfer der J‐Aktivität ist ebenso erwiesen wie der in vivo‐Transfer vom Serum auf J‐negative Erythrocyten. Nur die lipide J‐Substanz ist in der Lage, auf J‐ncgative Erythrocyten übertragen zu weren. Jedoch wird dieser Transfer durch eine Reihe von Phospholipiden gehemmt, die in der Lipidfraktion des Serums und der meisten Gewebe vorkommen. Solche “Blocker‐Substanzen” müssen beseitigt oder zerstört werden, bevor ein Transfer der J‐Aktivität nachgewiesen werden kann. Das J‐Glykoprotein wird in keinem Falle auf Erythrocyten übertragen.

Der Einbau von J‐Lipid in die Erythrocyten‐Membran nimmt mit zunehmender Konzentration des angebotenen J‐Lipids, mit zunehmender Inkubationszeit und mit zunehmender Temperatur zu. Das J‐Merkmal konnte auch in vitro auf die Erythrocyten einer Reihe von Säugetieren (auch des Menschen) und des Huhnes übertragen werden.

Der in vivo‐Transfer ist ein relativ langsamer Prozeß. Seine Geschwindigkeit hängt von zwei Bedingungen ab, nämlich der Serum‐Konzentration des lipiden J und des Blockers. Auf dieser Abhängigkeit beruht wahrscheinlich die Beobachtung, daß junge (genetisch J‐positive) Kälber J‐negative Erythrocyten besitzen können trotz J‐positiven Serums und daß in manchen Fällen auch bei erwachsenen Rindern die Erythrocyten zeitlebens J‐negativ bleiben können trotz J‐positiven Serums.