คอนคานาวาลิน เอ
คอนคาแนเวลิน เอ ( ConA ) เป็นเลคติน ( โปรตีนที่จับกับคาร์โบไฮเดรต ) ซึ่งสกัดมาจากถั่วแจ็ค ( Canavalia ensiformis ) เป็นครั้งแรก เป็นสมาชิกของ กลุ่ม เลคตินในพืชตระกูลถั่วมันจับกับโครงสร้างบางอย่างที่พบในน้ำตาลไกลโคโปรตีนและไกลโคลิปิด ต่างๆ โดยเฉพาะกลุ่ม α-D- แมนโนซิลและ α-D-กลูโคซิลที่ปลายภายในและไม่ลดรูป[ 2 ] [ 3 ]อย่างไรก็ตาม หน้าที่ทางสรีรวิทยาของมันในพืชยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ConA เป็นไมโทเจน ในพืช และเป็นที่รู้จักในด้านความสามารถในการกระตุ้นเซลล์ T ในหนู ทำให้เกิดประชากรเซลล์ T ที่แตกต่างกันทางหน้าที่ 4 กลุ่ม รวมถึงสารตั้งต้นของเซลล์ T ควบคุม[ 4 ]เซลล์ T ยับยั้งในมนุษย์กลุ่มหนึ่งก็ไวต่อ ConA เช่นกัน[ 4 ] ConA เป็นเลคตินตัวแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในชีววิทยาและชีวเคมีเพื่อจำแนกลักษณะของไกลโคโปรตีนและสารประกอบน้ำตาลอื่นๆ บนพื้นผิวของเซลล์ต่างๆ[ 5 ]นอกจากนี้ยังใช้ในการทำให้บริสุทธิ์โมเลกุลขนาดใหญ่ที่มีไกลโคไซด์ใน โครมาโทกราฟีแบบอาศัยความสัมพันธ์ กับเลคติน[ 6 ]รวมถึงใช้ในการศึกษาการควบคุมภูมิคุ้มกันโดยเซลล์ภูมิคุ้มกันต่างๆ[ 4 ]
โครงสร้างและคุณสมบัติ
เช่นเดียวกับเลคตินส่วนใหญ่ ConA เป็นโฮโมเตตราเมอร์ : แต่ละหน่วยย่อย (26.5 kDa , กรดอะมิโน 235 ตัว , ไกลเคตจำนวนมาก) จะจับกับอะตอมโลหะ (โดยปกติคือ Mn 2+และ Ca 2+ ) มีสมมาตรD [ 1 ]โครงสร้างตติยภูมิของมันได้รับการอธิบายแล้ว[ 7 ] เช่นเดียวกับพื้นฐานโมเลกุลของปฏิกิริยากับโลหะ ตลอดจนความสัมพันธ์กับน้ำตาลแมนโนสและกลูโคส[ 8 ]ที่เป็นที่รู้จักกันดี
ConA จับกับ α-D-mannosyl และ α-D-glucosyl residues (เฮกโซสสองชนิดที่แตกต่างกันเฉพาะแอลกอฮอล์บนคาร์บอน 2) ในตำแหน่งปลายของโครงสร้างแบบแตกแขนงจาก B-Glycans (อุดมไปด้วย α-mannose หรือไกลแคนคอมเพล็กซ์แบบไฮบริดและไบแอนเทนารี) โดยเฉพาะ มีตำแหน่งการจับ 4 ตำแหน่ง ซึ่งสอดคล้องกับหน่วยย่อย 4 หน่วย[ 3 ]น้ำหนักโมเลกุลอยู่ที่ 104–112 kDaและจุดไอโซอิเล็กทริก (pI) อยู่ในช่วง 4.5–5.5
ConA ยังสามารถกระตุ้นการแบ่งเซลล์ (mitogenesis) โดยออกฤทธิ์ต่อทีลิมโฟไซต์เป็นหลัก โดยกระตุ้นการเผาผลาญพลังงานภายในไม่กี่วินาทีหลังการสัมผัส[ 9 ]
กระบวนการเจริญเติบโต
ConA และรูปแบบต่างๆ ของมัน (ที่พบในพืชที่มีความสัมพันธ์ใกล้เคียงกัน) เป็นโปรตีนเพียงชนิดเดียวที่ทราบว่ามีการจัดเรียงลำดับหลังการแปลที่เรียกว่าการเรียงสับเปลี่ยนแบบวงกลมในโปรตีนโดยที่ครึ่งปลาย N ของสารตั้งต้น ConA จะถูกสลับเพื่อกลายเป็นครึ่งปลาย C ในรูปแบบที่สมบูรณ์ การเรียงสับเปลี่ยนแบบวงกลมอื่นๆ ที่รู้จักทั้งหมดเกิดขึ้นในระดับพันธุกรรม[ 10 ] [ 11 ]การเรียงสับเปลี่ยนแบบวงกลมของ ConA ดำเนินการโดยเอนไซม์แอสพาราจินิลเอนโดเปปติเดสจากถั่วแจ็ค[ 12 ]ซึ่งเป็นเอนไซม์อเนกประสงค์ที่สามารถตัดและเชื่อมต่อสารตั้งต้นเปปไทด์ที่ไซต์ใช้งานเดียว[ 13 ]ในการเปลี่ยน ConA ให้เป็นรูปแบบที่สมบูรณ์ เอนไซม์แอสพาราจินิลเอนโดเปปติเดสจากถั่วแจ็คจะตัดสารตั้งต้นของ ConA ตรงกลางและเชื่อมต่อปลายทั้งสองดั้งเดิมเข้าด้วยกัน
กิจกรรมทางชีวภาพ
คอนคานาวาลิน เอ ทำปฏิกิริยากับตัวรับที่หลากหลายซึ่งมีคาร์โบไฮเดรตแมนโนส โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรดอปซินเครื่องหมายหมู่เลือด ตัวรับอินซูลิน[ 14 ]อิ มมู โนโกลบูลินและแอนติเจนคาร์ซิโนเอ็มบริโอนารี (CEA) นอกจากนี้ยังทำปฏิกิริยากับไลโปโปรตีนด้วย[ 15 ]
ConA ทำให้เม็ดเลือดแดง จับตัวกันอย่างรุนแรง โดยไม่คำนึงถึงหมู่เลือดและเซลล์มะเร็งต่างๆ[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]มีการแสดงให้เห็นว่าเซลล์ที่เปลี่ยนแปลงและ เซลล์ปกติที่ได้รับการบำบัด ด้วยทริปซินจะไม่จับตัวกันที่อุณหภูมิ 4 °C ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีขั้นตอนที่ไวต่ออุณหภูมิที่เกี่ยวข้องกับการจับตัวกันที่เกิดจาก ConA [ 19 ] [ 20 ]
มีการรายงานการจับกลุ่มของเซลล์ประเภทอื่น ๆ ที่เกิดจาก ConA รวมถึงเซลล์กล้ามเนื้อ[ 21 ] เซลล์ B- ลิมโฟไซต์ (ผ่านอิมมูโนโกลบูลิน บนพื้นผิว ) [ 22 ] ไฟโบ รบ ลา สต์[ 23 ] เซลล์ ไทโมไซต์ของหนู[ 24 ]เซลล์เยื่อบุผิวลำไส้ของทารกในครรภ์มนุษย์ (แต่ไม่ใช่ผู้ใหญ่) [ 25 ]และเซลล์ไขมัน[ 26 ]
ConA เป็นสารกระตุ้นการแบ่งตัวของลิมโฟไซต์ คล้ายกับไฟโตเฮมากลูตินิน (PHA) โดยเป็นสารกระตุ้นการแบ่งตัวของเซลล์ T ที่เลือกเฉพาะเมื่อเทียบกับผลกระทบต่อเซลล์ B PHA และ ConA จับและเชื่อมโยงส่วนประกอบของตัวรับเซลล์ Tและความสามารถในการกระตุ้นเซลล์ T ขึ้นอยู่กับการแสดงออกของตัวรับเซลล์ T [ 27 ] [ 28 ]
ConA มีปฏิสัมพันธ์กับสารตกค้างของแมนโนสบนพื้นผิวของจุลินทรีย์หลายชนิด รวมถึงแบคทีเรียE. coli [ 29 ]และBacillus subtilis [ 30 ]และโปรติสต์Dictyostelium discoideum [ 31 ]
นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าเป็นตัวกระตุ้นของเมทริกซ์เมทัลโลโปรตีเนส (MMPs) หลายชนิด [ 32 ]
ConA ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการใช้งานที่ต้องการการตรึงเอนไซม์ไกลโคในเฟสของแข็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเอนไซม์ที่ยากต่อการตรึงด้วยวิธีการเชื่อมต่อแบบโควาเลนต์แบบดั้งเดิม การใช้เมทริกซ์ที่เชื่อมต่อกับ ConA ทำให้สามารถตรึงเอนไซม์ดังกล่าวได้ในปริมาณมากโดยไม่สูญเสียกิจกรรมหรือความเสถียร การเชื่อมต่อแบบไม่ใช้โควาเลนต์ระหว่าง ConA กับเอนไซม์ไกลโคสามารถย้อนกลับได้ค่อนข้างง่ายโดยการแข่งขันกับน้ำตาลหรือที่ค่า pH เป็นกรด หากจำเป็นสำหรับการใช้งานบางอย่าง การเชื่อมต่อเหล่านี้สามารถเปลี่ยนเป็นการเชื่อมต่อแบบโควาเลนต์ได้โดยการจัดการทางเคมี[ 33 ]
รายงานจากไต้หวัน (2009) แสดงให้เห็นถึงผลการรักษาที่มีประสิทธิภาพของ ConA ต่อมะเร็งตับในสัตว์ทดลอง ในการศึกษาของ Lei และ Chang [ 34 ]พบว่า ConA ถูกกักเก็บไว้ในเซลล์มะเร็งตับมากกว่าเซลล์ตับปกติโดยรอบ การนำ ConA เข้าสู่ภายในเซลล์เกิดขึ้นที่ไมโทคอนเดรียเป็นหลักหลังจากจับกับไกลโคโปรตีนของเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการตายของเซลล์แบบออโตฟาจี พบว่า ConA ยับยั้งการเจริญเติบโตของก้อนเนื้องอกได้บางส่วนโดยไม่ขึ้นกับการกระตุ้นลิมโฟไซต์ การกำจัดเนื้องอกใน แบบจำลองมะเร็งตับ ใน หนู ทดลองในการศึกษานี้ยังเกิดจากฤทธิ์กระตุ้นการแบ่งตัว/เพิ่มจำนวนลิมโฟไซต์ของ ConA ซึ่งอาจกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เกิดจากเซลล์ CD8+ T รวมถึงเซลล์ NK และ NK-T ในตับ[ 34 ]
การฉีด ConA เข้าในช่องลูกตาสามารถใช้ในการจำลองภาวะจอประสาทตาเสื่อมแบบแพร่กระจายในหนูได้[ 35 ] [ 36 ]
ดูเพิ่มเติม
- โดเมนคอนคานาวาลิน– ลวดลายโครงสร้างโปรตีน
ลิงก์ภายนอก
- Concanavalin+A ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
- Concanavalin+A+Receptors ที่ US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- โครงสร้าง Concanavalin ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 20 สิงหาคม 2008 ที่Wayback Machine
- โลกแห่งเลคติน ประตูสู่เลคติน
- โปรตีโอพีเดีย1bxhคอน A ในเชิงซ้อนกับเมทิลอัลฟา1-2 แมนโนไบโอไซด์