Concanavalin A

Concanavalin A

Kristallstruktur av tetramer concanavalin A (individuella monomerer visas i blått, grönt, rött och lila). Kalcium- och manganjoner visas som gula respektive vita sfärer. [ett]
Notation
Symboler ConA; ConA
CAS 11028-71-0
UniProt P81461
Information i Wikidata  ?

Concanavalin A ( KonA, ConA ) är ett växthärlett protein , ett lektin , erhållet från en växt av baljväxtfamiljen xiphoid canal . Ingår i Legumin- gruppen . ConA binder specifikt till vissa strukturer av sockerarter, glykoproteiner och glykolipider, vanligtvis innehållande inre och reducerade terminala rester av α-D- mannos och α-D- glukos [2] [3] .

ConA är en växtmitogen som är känd för sin förmåga att stimulera murina T-lymfocyter för att bilda 4 funktionellt distinkta populationer av T-celler, inklusive T-suppressorfamiljer [4] såväl som en undergrupp av humana T-suppressorer [4] . Historiskt sett var ConA det första lektinet som isolerades kommersiellt, så proteinet används i stor utsträckning inom biologi och biokemi för att karakterisera glykoproteiner och andra sockerinnehållande cellulära komponenter [5] . Det används också för rening av glykosylerade makromolekyler i affinitetskromatografi [6] och i studiet av immunreglering av olika immunceller [4] .

Struktur och egenskaper

Liksom de flesta lektiner är ConA en homotetramer , vars underenhet har en molekylvikt på 26,5 kDa, består av 235 aminosyror med en hög nivå av glykosylering och är associerad med metalljoner, vanligtvis Mn2 + och Ca2 + . Molekylen har dehedral D 2 symmetri [1] . Den tertiära strukturen av proteinet löstes, [7] inklusive interaktioner med metalljoner och affinitet för sockerarterna mannos och glukos [8] .

ConA binder specifikt till α-D- mannos- och α-D- glukosrester (två hexoser som endast skiljer sig åt i hydroxylgruppen vid C-2-positionen) vid den terminala positionen i beta-glykaner. ConA-tetrameren har 4 bindningsställen [3] ; molekylvikt 104-112 kDa; isoelektrisk punkt pl 4,5-5,5.

ConA initierar celldelning (mitogenes), främst av T-lymfocyter, genom att stimulera cellens energiomsättning inom några sekunder efter exponering [9] .

Biologisk aktivitet

Concanavalin A interagerar med många receptorer som innehåller mannosrester, inklusive rhodopsin , vissa blodgruppsmarkörer , insulinreceptorn [10] , immunoglobuliner och cancerembryonala antigen (CEA) och lipoproteiner [11] .

ConA agglutinerar röda blodkroppar , oavsett blodtyp, såväl som cancerceller [12] [13] [14] . Det har visat sig att ConA inte agglutinerar transformerade celler eller trypsinbehandlade normala celler vid 4°C, vilket tyder på ett temperaturberoende steg i agglutinationsreaktionen [15] [16] .

ConA har visat sig agglutinera muskelceller [17] , B-lymfocyter (på grund av ytimmunoglobuliner), [18] fibroblaster , [19] tymocyter från råtta , [20] mänskliga (men inte vuxna) fetala tarmepitelceller från foster, [21 ] och adipocyter [22] .

ConA är en lymfocytisk mitogen . Liksom fytohemaggliutinin (PHA, PHA), som specifikt stimulerar T-lymfocyter , stimulerar ConA B-celler. ConA binder och tvärbinder komponenter i T-cellsreceptorn , så dess stimulerande förmåga beror på graden av uttryck av T-cellsreceptorn på cellytan [23] [24] .

ConA interagerar med ytmannosrester på cellytan av bakterier såsom E. coli , [25] Bacillus subtilis [26] eller protozoen Dictyostelium discoideum [27] .

ConA kan aktivera flera matrismetalloproteinaser (MMP) [28] .

ConA används i stor utsträckning för fastfasimmobilisering av glykoenzymer, särskilt i fall där immobilisering genom bindning genom kovalenta bindningar inte är lämplig. Den CoA-belagda matrisen gör det möjligt att immobilisera sådana enzymer i stora mängder utan att förlora deras katalytiska aktivitet. Dessutom är bindningen av enzymet av ConA en reversibel process och enzymet kan frigöras från matrisen genom inkubation med sockerarter eller genom att sänka pH. Denna interaktion kan också, om nödvändigt, användas för efterföljande kovalent bindning [29] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 12 PDB 3CNA ; _ Hardman KD, Ainsworth CF Struktur av concanavalin A vid 2,4-A upplösning  (neopr.)  // Biokemi. - 1972. - December ( vol. 11 , nr 26 ). - S. 4910-4919 . - doi : 10.1021/bi00776a006 . — PMID 4638345 .
  2. ↑ Goldstein, Irwin J.; Poretz, Ronald D. Isolering, fysikalisk-kemisk karakterisering och kolhydratbindande specificitet av lektiner // The Lectins Properties, Functions and Applications in Biology and Medicine  (engelska) / Liener, Irvin E.; Sharon, Nathan; Goldstein, Irwin J. - Elsevier , 2012. - P. 33-247. - ISBN 978-0-323-14444-5 .
  3. ↑ 1 2 Sumner JB, Gralën N., Eriksson-Quensel IB The Molecular Weights of Urease, Canavalin, Concanavalin a and Concanavalin B  //  Science : journal. - 1938. - April ( vol. 87 , nr 2261 ). - s. 395-396 . - doi : 10.1126/science.87.2261.395 . - . — PMID 17746464 .
  4. ↑ 1 2 3 Dwyer JM, Johnson C.  Användningen av concanavalin A för att studera immunregleringen av mänskliga T-celler  // Klinisk och experimentell immunologi : journal. - 1981. - November ( vol. 46 , nr 2 ). - s. 237-249 . — PMID 6461456 .
  5. ↑ Schiefer HG, Krauss H., Brunner H., Gerhardt U. Ultrastrukturell visualisering av ytkolhydratstrukturer på mykoplasmamembran av concanavalin A  // American Society for  Microbiology : journal. - 1975. - December ( vol. 124 , nr 3 ). - S. 1598-1600 . — PMID 1104592 .
  6. ↑ GE Healthcare Life Sciences, Immobilized lectin Arkiverad 3 mars 2012.[ ska förtydligas ]
  7. ↑ Min W., Dunn AJ, Jones DH Icke-glykosylerad rekombinant pro-concanavalin A är aktiv utan polypeptidklyvning  //  The EMBO Journal : journal. - 1992. - April ( vol. 11 , nr 4 ). - P. 1303-1307 . - doi : 10.1002/j.1460-2075.1992.tb05174.x . — PMID 1563347 .
  8. ↑ Loris R., Hamelryck T., Bouckaert J., Wyns L.  Baljväxtlektinstruktur // Biochimica  et Biophysica Acta : journal. - 1998. - Mars ( vol. 1383 , nr 1 ). - S. 9-36 . - doi : 10.1016/S0167-4838(97)00182-9 . — PMID 9546043 .
  9. ↑ Krauss S., Buttgereit F., Brand MD Effekter av mitogenet concanavalin A på vägar för tymocytenergimetabolism  //  Biochimica et Biophysica Acta : journal. - 1999. - Juni ( vol. 1412 , nr 2 ). - S. 129-138 . - doi : 10.1016/S0005-2728(99)00058-4 . — PMID 10393256 .
  10. ↑ Cuatrecasas P., Tell GP Insulinliknande aktivitet av concanavalin A och agglutinin från vetegroddar - direkta interaktioner med insulinreceptorer  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1973. - Februari ( vol. 70 , nr 2 ). - S. 485-489 . - doi : 10.1073/pnas.70.2.485 . - . — PMID 4510292 . — .
  11. ↑ Harmony JA, Cordes EH Interaktion mellan humant plasmalågdensitetslipoprotein med concanavalin A och med ricin  // The  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 1975. - November ( vol. 250 , nr 22 ). - P. 8614-8617 . — PMID 171260 .
  12. ↑ Betton GR Agglutinationsreaktioner av spontana hundtumörceller, inducerade av concanavalin A, demonstrerade med en isotopanalys  // International Journal of  Cancer : journal. - 1976. - November ( vol. 18 , nr 5 ). - s. 687-696 . - doi : 10.1002/ijc.2910180518 . — PMID 992901 .
  13. ↑ Kakizoe T., Komatsu H., Niijima T., Kawachi T., Sugimura T. Ökad agglutineringsförmåga hos blåsceller med concanavalin A efter administrering av cancerframkallande  ämnen  // Cancerforskning : journal. — American Association for Cancer Research, 1980. - Juni ( vol. 40 , nr 6 ). - P. 2006-2009 . — PMID 7371036 .
  14. ↑ Becker FF, Shurgin A.  Concanavalin A agglutination av celler från primära hepatocellulära karcinom och leverknölar inducerad av N-2-fluorenylacetamid  // Cancerforskning : journal. — American Association for Cancer Research, 1975. - Oktober ( vol. 35 , nr 10 ). - P. 2879-2883 . — PMID 168971 .
  15. ↑ Inbar M., Ben-Bassat H., Sachs L. En specifik metabolisk aktivitet på ytmembranet vid malign celltransformation  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1971. - November ( vol. 68 , nr 11 ). - P. 2748-2751 . - doi : 10.1073/pnas.68.11.2748 . - . — PMID 4330939 . — .
  16. ↑ Sela BA, Lis H., Sharon N., Sachs L. Kvantifiering av N-acetyl-D-galaktosaminliknande platser på ytmembranet hos normala och transformerade däggdjursceller  //  Biochimica et Biophysica Acta : journal. - 1971. - December ( vol. 249 , nr 2 ). - s. 564-568 . - doi : 10.1016/0005-2736(71)90132-5 . — PMID 4332414 .
  17. ↑ Gartner TK, Podleski TR Bevis för att ett membranbundet lektin förmedlar fusion av L6-myoblaster   // Biokemiska och biofysiska forskningskommunikationer : journal. - 1975. - December ( vol. 67 , nr 3 ). - s. 972-978 . - doi : 10.1016/0006-291X(75)90770-6 . — PMID 1201086 .
  18. ↑ de Petris S. Concanavalin A-receptorer, immunglobuliner och teta-antigen på lymfocytytan. Interaktioner med concanavalin A och med cytoplasmatiska strukturer  // The  Journal of Cell Biology : journal. - 1975. - April ( vol. 65 , nr 1 ). - S. 123-146 . - doi : 10.1083/jcb.65.1.123 . — PMID 1092699 .
  19. ↑ Noonan KD, Burger MM Relationen mellan concanavalin A-bindning till lektininitierad cellagglutination  // The  Journal of Cell Biology : journal. - 1973. - Oktober ( vol. 59 , nr 1 ). - S. 134-142 . - doi : 10.1083/jcb.59.1.134 . — PMID 4201706 .
  20. ↑ Capo C., Garrouste F., Benoliel AM, Bongrand P., Ryter A., ​​​​Bell GI Concanavalin-A-medierad tymocytagglutination: en modell för en kvantitativ studie av celladhesion  //  Journal of Cell Science : journal. — Biologbolaget1982. - August ( vol. 56 ). - S. 21-48 . — PMID 7166565 .
  21. ↑ Weiser MM Concanavalin En agglutination av tarmceller från det mänskliga fostret  //  Science : journal. - 1972. - August ( vol. 177 , nr 4048 ). - s. 525-526 . - doi : 10.1126/science.177.4048.525 . - . — PMID 5050484 .
  22. ↑ Cuatrecasas P. Interaktion mellan agglutinin från vetegroddar och concanavalin A med isolerade fettceller  //  Biochemistry: journal. - 1973. - Mars ( vol. 12 , nr 7 ). - P. 1312-1323 . - doi : 10.1021/bi00731a011 . — PMID 4696755 .
  23. ↑ Weiss A., Shields R., Newton M., Manger B., Imboden J. Ligand-receptorinteraktioner som krävs för engagemang för aktiveringen av interleukin 2-genen  //  Journal of Immunology : journal. - 1987. - April ( vol. 138 , nr 7 ). - P. 2169-2176 . — PMID 3104454 .
  24. ↑ Kanellopoulos JM, De Petris S., Leca G., Crumpton MJ Det mitogena lektinet från Phaseolus vulgaris känner inte igen T3-antigenet från humana T-lymfocyter  // European Journal of  Immunology : journal. - 1985. - Maj ( vol. 15 , nr 5 ). - s. 479-486 . - doi : 10.1002/eji.1830150512 . — PMID 3873340 .
  25. ↑ Ofek I., Mirelman D., Sharon N. Adherence of Escherichia coli till mänskliga mukosala celler medierade av mannosreceptorer  //  Nature: journal. - 1977. - Februari ( vol. 265 , nr 5595 ). - s. 623-625 . - doi : 10.1038/265623a0 . — . — PMID 323718 .
  26. ↑ Doyle RJ, Birdsell DC  Interaktion av concanavalin A med cellväggen i Bacillus subtilis  // American Society for Microbiology : journal. - 1972. - Februari ( vol. 109 , nr 2 ). - s. 652-658 . — PMID 4621684 .
  27. ↑ West CM, McMahon D. Identifiering av concanavalin A-receptorer och galaktosbindande proteiner i utarmade plasmamembran av Dictyostelium discoideum  // The  Journal of Cell Biology : journal. - 1977. - Juli ( vol. 74 , nr 1 ). - s. 264-273 . - doi : 10.1083/jcb.74.1.264 . — PMID 559679 .
  28. ↑ Yu M., Sato H., Seiki M., Thompson EW Komplex reglering av membrantyp av matrixmetalloproteinasexpression och matrixmetalloproteinas-2-aktivering av concanavalin A i MDA-MB-231 humana bröstcancerceller   Cancerforskning// : journal. — American Association for Cancer Research, 1995. - August ( vol. 55 , nr 15 ). - s. 3272-3277 . — PMID 7614461 .
  29. ↑ Saleemuddin M., Husain Q. Concanavalin A: en användbar ligand för immobilisering av glykoenzym--en recension  //  Enzyme and Microbial Technology : journal. - 1991. - April ( vol. 13 , nr 4 ). - S. 290-295 . - doi : 10.1016/0141-0229(91)90146-2 . — PMID 1367163 .

Länkar