Lectina

Non confundir coa hormona leptina ou o lípido lecitina.
miniatura|dereita|Hemaglutinina (de lado).

As lectinas son glicoproteínasCornell University. College of Agriculture and Life Sciences Plant lectins que se unen a carbohidratos doutras moléculas (como glicoproteínas que son conteñen carbohidratos como parte integrante das mesmas, pero a súa función é unirse a carbohidratos doutras moléculas). As lectinas son moi específicas para os residuos de azucres aos que se unen, especialmente, no caso das lectinas de plantas, que mostran unha alta especificidade para unirse a certos glicoconxugados alleos (por exemplo, de fungos, ou animais). As lectinas xogan un papel no fenómeno do recoñecemento biolóxico no que están implicadas células e proteínas. Por exemplo, unha hipótese sostén que algunhas glicoproteínas virais do virus da hepatite C se unen a lectinas tipo C na superficie da célula hóspede hepática para realizar a infección. As lectinas poden ser inutilizadas por monosacáridos e oligosacáridos específicos, que se unen ás lectinas inxeridas procedentes de cereais, legumes, beladona (Atropa belladonna) e produtos lácteos; esta unión pode impedir que se liguen aos carbohidratos da membrana plasmática, que son as súas dianas habituais.The Lectin Story

 Etimoloxía 
 Táboa das lectinas principais   Símbolo da lectina  Nome da lectina  Fontes  Motivo ligando Lectinas que se unen á manosaConA     Concanavalina A     Canavalia ensiformis    residuos α-D-manosil e α-D-glicosil 
estruturas ramificadas α-manosídicas (tipo rico en α-manosa, ou tipo híbrido e N-glicanos tipo complexo biantenario)LCH     Lectina de lentella      Lens culinaris    rexión central fucosilada de N-glicanos de tipo complexo bi- e triantenarioGNA     Lectina de galanto    Galanthus nivalis    estruturas altas en manosa con enlaces α 1-3 e α 1-6 Lectinas que se unen á galactosa/N-acetilgalactosaminaRCA     Ricina, aglutinina de Ricinus communis, RCA120    Ricinus communis    Galβ1-4GalNAcβ1-RPNA     Aglutinina de cacahuete      Arachis hypogaea    Galβ1-3GalNAcα1-Ser/Thr (antíxeno T)AIL     Jacalinao nome procede da árbore tropical asiática chamada jackfruit ou jack tree en inglés, do xénero Artrocarpus.     Artocarpus integrifolia     (Sia)Galβ1-3GalNAcα1-Ser/Thr (antíxeno T)VVL     Lectina de Vicia villosa     Vicia villosa    GalNAcα-Ser/Thr (Tn-Antigen) Lectinas que se unen á N-acetilglicosaminaWGA     Aglutinina do xerme de trigo, WGA    Triticum vulgaris    GlcNAcβ1-4GlcNAcβ1-4GlcNAc, Neu5Ac (ácido siálico) Lectinas que se unen ao ácido N-acetilneuramínicoSNA      Lectina de sabugueiro     Sambucus nigra    Neu5Acα2-6Gal(NAc)-RMAL     Leucoaglutinina de Maackia amurensis    Maackia amurensis    Neu5Ac/Gcα2,3Galβ1,4Glc(NAc)MAH     Hemaglutinina de Maackia amurensis    Maackia amurensis    Neu5Ac/Gcα2,3Galβ1,3(Neu5Acα2,6)GalNac Lectinas que se unen á fucosaUEA     Aglutinina de toxo    Ulex europaeus    Fucα1-2Gal-RAAL     Lectina de Aleuria aurantia   Aleuria aurantia    Fucα1-2Galβ1-4(Fucα1-3/4)Galβ1-4GlcNAc, 
R2-GlcNAcβ1-4(Fucα1-6)GlcNAc-R1

O nome lectina deriva da palabra latina legere, que significa aquí "seleccionar" (entre outros significados da palabra, como "ler").

 Historia 
Aínda que as lectinas se descubriron nas plantas hai máis de 100 anos, agora sábese que están presentes por toda a natureza. Crese que a primeira descrición dunha lectina a fixo Peter Hermann Stillmark na súa tese de doutoramento presentada en 1888 na Universidade de Dorpat. Stillmark illou a ricina, unha hemaglutinina extremadamente tóxica, das sementes de Ricinus communis. A primeira lectina que se purificou a grande escala e para aproveitamento comercial foi a concanavalina A, que é agora a lectina máis usada para a caracterización e purificación de moléculas que conteñen azucres e estruturas celulares. As lectinas de legumes son probablemente as mellor estudadas.

 Funcións biolóxicas 
A maioría das lectinas non teñen actividade encimática e o sistema inmunitario non as produce naturalmente. As lectinas aparecen ubicuamente na natureza. Poden unirse a un carbohidrato soluble ou a un resto carbohidrato que forma parte dunha glicoproteína ou glicolípido. Tipicamente provocan a aglutinación de certas células animais ou o precipitado de glicoconxugados.

miniatura|Un oligosacárido (en gris) unido ao sitio de unión dunha lectina de planta (isolectina IV de Griffonia simplicifolia en complexo co determinante do grupo sanguíneo Lewis b). Só se mostra para maior claridade unha parte do oligosacárido (central, en gris).

 Funcións en animais 
As lectinas realizan moitas funcións biolóxicas nos animais, desde a regulación da adhesión celular á síntese de glicoproteínas e o control dos niveis de proteínas no sangue. Poden tamén unirse a glicoproteínas solubles extracelulares ou intracelulares. Algunhas lectinas atópanse na superficie de células hepáticas de mamífero que recoñecen especificamente residuos de galactosa. Crese que estes receptores da superficie celular son responsables da eliminación de certas glicoproteínas do sistema circulatorio.
Outra lectina animal é o receptor que recoñece encimas hidrolíticas que conteñan manosa 6-fosfato, e se une a estas proteínas para levalas aos lisosomas. A enfermidade da célula I é un tipo de defecto que se pode dar neste sistema. As lectinas tamén xogan un importante papel no sistema inmunitario, porque recoñecen carbohidratos que se encontran exclusivamente en patóxenos, ou que son inaccesibles nas células hóspedes. Exemplos son a vía de activación do complemento da lectina e a lectina de unión á manosa.

 Funcións en plantas 
miniatura|esquerda|A leucoaglutinina, unha fitoaglutinina tóxica que se encontra en Vicia faba crúa.
A función das lectinas nas plantas (lectinas de legumes) aínda non está clara. Propúxose, por exemplo, que eran necesarias para a unión dos rizobios ás raíces.

A grande concentración de lectinas nas sementes de plantas diminúe cando crecen e isto suxire que xogan un papel na xerminación das plantas e quizais na supervivencia das sementes. Tamén se cre que outra función pode ser a unión a glicoproteínas na superficie de células de parasitos. Varias lectinas de plantas recoñecen ligandos que non son carbohidratos e teñen natureza hidrofóbica, como a adenina, auxinas, citocinina, e ácido indolacético, ou tamén profirinas hidrosolubles. Propúxose que estas interaccións poden ser fisioloxicamente relevantes, xa que algunhas destas moléculas funcionan como fitohormonas.

As lectinas son similares aos anticorpos na súa capacidade de aglutinaren glóbulos vermellos; porén, as lectinas non son produtos do sistema inmunitario. A toxicidade das lectinas foi identificada no consumo de alimentos con alto contido de lectinas, os cales poden producir diarrea, náuseas, inchamento, vómito, e ás veces mesmo a morte (caso da ricina). Moitas sementes de legumes teñen unha alta actividade de lectina, denominada actividade hemaglutinante. As fabas de soia crúas teñen unha grande actividade de lectinas de soia (aglutininas de soia ou SBA). As aglutininas de soia poden alterar o metabolismo do intestino delgado e danar as súas vilosidades pola súa capacidade de unirse ás superficies do bordo de microvilosidades da parte distal do intestino delgado. O procesamento destes alimentos con calor reduce a toxicidade das lectinas, pero as baixas temperaturas ou unha cocción insuficiente poden non eliminar completamente a súa toxicidade, xa que algunhas lectinas de plantas teñen certa resistencia á calor. Ademais, as lectinas poden orixinar irritación e un exceso de secreción de mucus nos intestinos, prexudicando a absorción intestinal.

 Uso en ciencia, medicina e tecnoloxía 

 Uso en medicina e investigación médica 
As lectinas purificadas son importantes nos laboratorios clínicos, porque se utilizan para análises de grupos sanguíneos.The History of Lectins by N.Sharon Algúns dos glicolípidos e glicoproteínas dos glóbulos vermellos dunha persoa poden identificarse con lectinas.
 Unha lectina de Dolichos biflorus utilízase para identificar células do grupo sanguíneo A1.
 Unha lectina de toxo Ulex europaeus úsase para identificar o antíxeno do grupo sanguíneo H.
 Unha lectina de Vicia graminea emprégase para identificar o antíxeno do grupo sanguíneo N.
 Unha lectina de Iberis amara utilízase para identificar o antíxeno do grupo sanguíneo M.
 Unha lectina do leite de coco úsase para identificar o antíxeno Theros.
 Unha lectina de Dorex utilízase para identificar o antíxeno R.
En neurociencia, utilízase o método de etiquetado anterógrado para trazar a ruta de axóns eferentes con PHA-L, que é unha lectina do feixón (Phaseolus vulgaris).

A lectina BanLec das bananas inhibe o VIH-1 in vitro.http://www.jbc.org/content/285/12/8646.abstract "A Lectin Isolated from Bananas Is a Potent Inhibitor of HIV Replication" 2010
As aquilectinas, illadas do artrópodo xifosuro Tachypleus tridentatus, teñen actividade aglutinante específica contra os glóbulos vermellos humanos do grupo sanguíneo A. As aglutininas anti-B como as anti-BCJ e anti-BLD do crustáceo Charybdis japonica e do lepidóptero Lymantria dispar, respectivamente, son moi valiosas nas análises de tipos sanguíneos rutineiras e en investigación.http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/11250003.2010.492794 Prospect for lectins in arthropods 2010

 Uso no estudo do recoñecemento de carbohidratos polas proteínas 
As lectinas de legumes, como as fitohemaglutininas (PHA) ou a concanavalina A foron moi utilizadas como sistemas modelo para comprender as bases moleculares do recoñecemento de carbohidratos polas proteínas, porque son relativamente doadas de obter e teñen unha ampla variedade de especificidades de azucres. Obtivéronse moitas estruturas cristalinas de lectinas de legumes, que serviron para aumentar a comprensión das interaccións atómicas entre carbohidratos e proteínas.

 Uso como ferramenta bioquímica 
A concanavalina A e outras lectinas comercialmente dispoñibles utilizáronse amplamente na cromatografía de afinidade para purificar glicoproteínas.

En xeral, as proteínas poden caracterizarse con respecto a glicoformas e estruturas de carbohidratos por medio de cromatografía de afinidade, blotting, electroforese de afinidade e inmunoelectroforese de afinidade con lectinas ou tamén en micromatrices (microarrays).

 Uso como arma bioquímica 
Un exemplo dos poderosos atributos biolóxicos das lectinas é o axente usado na guerra bioquímica ricina. A proteína ricina íllase das sementes de Ricinus communis e contén dous dominios proteicos. A proteína abrina da planta Abrus precatorius é similar. Estes dominios son:
 Un dominio é unha lectina que se une a residuos galactosil da superficie celular e permite que a proteína entre na célula.
 O segundo dominio é unha N-glicosidase, que cliva nucleobases do ARNr, e como resultado inhibe a síntese de proteínas e causa a morte da célula.

 Toxicidade 

 Dixestión e alteración inmune 
Os alimentos con altas concentracións de lectinas, como os feixóns, cereais, noces, e patacas, poden ser nocivos se son excesivamente consumidos crús ou non suficientemente cociñados. Os efectos adversos poden ser deficiencias nutricionais, e reaccións alérxicas inmunes.British Journal of Nutrition (2000), 83: 207-217 Cambridge University Press Posiblemmente, a maioría dos efectos das lectinas débense a alteracións gastrointestinais orixinadas pola interacción das lectinas coas células do epitelio intestinal. Un recente estudo in vitro suxeriu que o dano causado polas lectinas pode ocorrer ao interferiren coa reparación de células epiteliais xa danadas.

 Lectina e resistencia á leptina 
As lectinas poden causar resistencia á hormona leptina, afectando ao seu funcionamento, como indican os estudos sobre os efectos en polimorfismos dun só nucleótido sobre a función da leptina e o receptor da leptina.T Jönsson, S Olsson, B Ahrén , T C Bøg-Hansen, A Dole and S Lindeberg (2005). "Agrarian diet and diseases of affluence – Do evolutionary novel dietary lectins cause leptin resistance?". BioMed Central Ltd.. . . http://www.biomedcentral.com/1472-6823/5/10.
Esta resistencia á leptina pode traducirse na aparición de doenzas, e podería favorecer a obesidade nas persoas con altos niveis de leptina.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Bibliografía 



 Ligazóns externas 
 Functional Glycomics Gateway
 Introduction de Jun Hirabayashi 
 Proteopedia. Máis de 800 modelos moleculares tridimensionais de lectinas, fragmentos de lectinas e complexos con carbohidratos

Categoría:Inmunoloxía
Categoría:Glicoproteínas