凝集素及其生物学作用X柯佳颖,陈寅山,饶小珍(福建师范大学生物工程学院,福建福州350007)摘要:凝集素(Lectin)是一类可使细胞凝集的蛋白质或糖蛋白.包括微生物凝集素、植物凝集素、动物凝集素,它们在科学的多个领域中均有重要应用价值.不同来源凝集素的特点、分布及作用机制各不相同.凝集素有促有丝分裂、细胞识别、抗虫、抗病毒等诸多方面的作用.关键词:凝集素;生物学作用;蛋白质中图分类号:Q513+.2文献标识码:A文章编号:1004-2911(2005)01-0019-04凝集素是一类能与糖专一性、非共价可逆结合,促使细胞凝集的糖蛋白.1888年Stillmark首次在蓖麻籽抽提液中发现,由于它具有使红细胞凝集作用,因此开始被称为植物血凝集素(phytohemag2glutinin).后来在动物中也发现了具有同样作用的物质,于是将动物来源的称为血凝素(hemagglutinin).之后,人们对凝集素研究的注意力集中于对细胞的凝集作用上,无论动、植物性来源,凡符合当时凝集素定义的统称为凝集素(agglutinin).直至1954年,Boyd建议取拉丁文的“Legere”意为“选择”,命名为lectin(中文仍译为凝集素)[1].由于凝集素具有高度的糖结合专一性,它已成为生物科学和临床科学非常有用的研究工具,如应用于分离纯化和确定糖复合体、细胞分裂、鉴定微生物、肿瘤诊断、治疗及预防和骨髓移植等[2].本文仅就有关凝集素的分布、糖特异性、分离纯化及功能等问题作一综述.1分布与分类凝集素可以使红血球凝集的特性最先引起人们注意,先是从豆科植物种子中发现了凝集素,后来其来源扩展到根、茎、叶各个部份,进而扩展到非豆科植物、动物、微生物,包括真核生物、原核生物、单细胞生物、多细胞生物,几乎无处不在[2][3].早在1888年,俄国Dorpat大学的Stillmark,H.在研究蓖麻籽抽提液对血液的毒性时,发现有蛋白质可凝集人和动物红细胞,命名为蓖麻素(Ricin).而1936年,Summer和Howess从刀豆种子纯化的伴刀豆凝集素(ConA)是第一个得到纯化的凝集素,而且是第一个被结晶的植物凝集素,也是第一个用X射线晶体衍射技术确定结构的植物凝集素[4].1974年,Hudgin利用亲和层析技术从兔肝纯化了一种凝集素,这是第一个纯化的膜凝集素.许多凝集素由于能与糖分子结合,而这种结合又是多价的,这就使得它们能凝集细胞或红细胞.一些凝集素对人的血型抗原具有专一性,能专一凝集ABO血型的红细胞,一些凝集素具有促进细胞有丝分裂、凝集恶性细胞、精子、骨髓细胞等的能力[5].对于凝集素通常有3种分类法(1)根据其在细胞中存在的部位分可溶性和膜结合两类,前者主要存在于胞浆,核质中也有;(2)根据单糖对凝集素活性的抑制作用来研究凝集素的糖结合专一性,以此可分为6类[3][6]:①与D-甘露糖(或)D-葡萄糖结合;②与2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖结合;③与2-乙酰氨基-2-脱氧-D-半乳糖结合;④与D-乳糖结合;⑤与L-岩藻糖结合;⑥与唾液酸结合;(3)根据其来源分,这是人们较为习惯和常用的分类法,此法将凝集素分为植物(包括细菌、真菌等微生物)凝集素和动物凝集素,也有称前者为外源性凝集素,后者为内源性凝集素[7].凝集素在生命活动中扮演极其重要的角色,它们与细胞间的粘着、细菌感染宿主、受体介导的胞饮、机体天然免疫防御、宿主巨噬细胞清除入侵细菌、精子与卵细胞的识别与结合、植物防御病原体入侵等生理过程密切相关[8].第17卷第1期宁德师专学报(自然科学版)2005年2月JournalofNingdeTeachersCollege(NaturalScience)Vol117No11Feb.2005X收稿日期:2004-10-03作者简介:柯佳颖(1981-),女,硕士研究生,福建泉州人,现从事动物学研究.3基金项目:福建省教育厅资助项目(项目编号:JA02179)2凝集素的结构凝集素是一类专一识别糖并与之非共价、可逆地结合的蛋白质或糖蛋白.凝集素的生物学作用,主要是由凝集素对糖的专一识别发生的,而凝集素与糖的结合是通过其分子肽链中的活性部位,即专一结合糖的区域实现的,与凝集素分子中共价结合的糖无关[9].若干凝集素具有血型专一性,而有许多凝集素不显示血型专一性.如利马豆凝集素(PLA)、大豆凝集素(SBA)、蓖麻凝集素(RCAI)都含有Asn—连接的高甘露糖型的寡糖链,但SBA和RCAI不具有血型专一性,而PLA对A型红血球专一结合,说明凝集素的血型专一性不是由凝集素分子中的糖基所决定...