Lektiny

Lektiny jsou velká skupina proteinů neimunitního původu, které dokáží s vysokou mírou specifity rozpoznávat a vázat cukry, ať už volné nebo vázané na glykoproteinech nebo glykolipidech. Na rozdíl od glykosyltransferáz lektiny nekatalyzují žádnou chemickou reakci, tedy nevykazují enzymatickou aktivitu. Lektiny se účastní mnoha dějů, ve kterých je nutné specifické rozpoznávání (imunologické reakce, kontakt buněk ve tkáních, interakce patogenů s hostitelem atd.). První objevené lektiny byly pro jejich schopnost aglutinovat (shlukovat, srážet) červené krvinky pojmenovány aglutininy (WGA – wheat germ agglutinin, RCA – Ricinus communis agglutinin).

Dělení lektinů

Lektiny se dají dělit podle zdrojů, ze kterých se získávají, na:

rostlinné
živočišné
houbové
bakteriální

Rostlinné lektiny

Patří mezi nejčastěji používané v rutinní laboratorní a medicínské praxi. Jsou většinou velmi stálé (v lyofilizované podobě vydrží bez problému několik let) a jsou relativně levné.

Živočišné lektiny

rozdělení živočišných lektinů
podskupina	typické sacharidové ligandy	lokalizace	příklady funkcí
Calnexiny	Glc₁Man₉	ER (endoplasmatické retikulum)	kontrola správného sbalení glykoproteinů v ER
M-typ	Man₈	ER	degradace glykoproteinů asociovaná s ER
L-typ	různé	ER, GA (Golgiho aparát)	třídění proteinů
P-typ	Man-6-fosfát, různé	sekreční cesta (ER, GA, sekreční granule, lysosom)	třídění proteinů z GA, degradace glykoproteinů v ER,
C-typ	různé	plasmatická membrána, extracelulární prostor	buněčná adhese (selektiny), vrozená imunita (collectiny), (vazebná aktivita závislá na Ca²⁺)
S-typ (galektiny)	β-D-Gal	cytoplasma, extracelulární prostor	regulace cytoplasmatických dějů (například apoptóza), prokřížení extracelulárních glykoproteinů (aktivita závislá na přítomnosti thiolových skupin –SH)
I-typ (siglekty)	sialové kyseliny	plasmatická membrána	buněčná adheze
R-typ	různé	GA, plazmatická membrána	třídění enzymů, regulace glykoproteinových hormonů
F-box lektiny	(GlcNAc)₂	cytoplasma	degradace špatně sbalených proteinů
fikoliny	GlcNAc, GalNAc	plazmatická membrána, extracelulární prostor	vrozená imunita
chitináze podobné lektiny	chito-oligosacharidy	extracelulární	metabolismus kolagenu
F-typ	oligosacharidy zakončené fukózou	extracelulární	vrozená imunita
intelektiny	Gal, galaktofuranóza, pentózy	plazmatická membrána, extracelulární prostor	vrozená imunita, oplodnění, embryogeneze

Příklady dějů založených na lektinovém rozpoznávání

třídění proteinů v Golgiho aparátu: enzymy patřící do lyzozomu jsou glykosylovány manóza-6-fosfátem a pomocí P-lektinů zachytávány a zakoncentrovávány v určité části Golgiho aparátu, která po odštěpení dá vzniknout lysozomu
kalnexin – chaperon, který je schopen rozpoznat špatně sbalené N-glykoproteiny v endoplasmatickém retikulu a zadržet je tam; jsou buď znovu sbaleny nebo degradovány
E-selektin – je exprimován endoteliálními buňkami v oblasti zánětu. Rozpoznávají určité sialované sacharidy na povrchu některých leukocytů a zpomalují jejich pohyb kapilárou (tzv. kutálení), leukocyty tak mají čas protáhnout se z kapiláry ven a vcestovat do místa zánětu
bakterie Helicobacter pylori je spojována s mnoha žaludečními chorobami (např. žaludeční vředy); adhezi (přichycení) na žaludeční epitel jí umožňují lektiny, které rozpoznávají sialové kyseliny a L-fukózu
bakterie Pseudomonas aeruginosa (rezistentní proti řadě antibiotik), nebezpečná pro pacienty trpící cystickou fibrózou, využívá specifické interakce lektinů PA-IIL a PA-IL s povrchovými sacharidy plicního epitelu při kolonizaci plic

Příklady využití lektinů ve vědě a medicíně

studium sacharidových komponent glykoproteinů a glykolipidů
izolace biomolekul nebo celých buněk nesoucích určité sacharidové struktury (afinitní chromatografie)
histologická vyšetření (detekce nádorových buněk)
aktivace T-lymfocytů (např. ConA); některé lektiny mohou působí jako mitogeny (látky podporující dělení buněk)
stanovení krevních skupin – příslušné lektiny způsobují aglutinaci jen konkrétních krvinek (podstata krevních skupin tkví v rozdílných glykosylací): DBA reaguje přednostně s A₂, LTL s 0, GSL-I B4 s B, ...
léčba bakteriálních infekcí – inhibice bakteriálních lektinů vhodnými vysokoafinitními inhibitory lze využít při léčbě bakteriálních infekcí (např. podpůrná léčba infekcí močového měchýře pomocí d-manosy, čisticí ušní kapky pro psy a kočky, obsahující směs rhamnosy, galaktosy a manosy)

Příklady lektinů a jimi rozpoznávaných sacharidů

Přehled vybraných lektinů
Zkratka	Latinský název	Český název	Sacharidová specifita (pokud není uvedeno jinak pak^[1])	Poznámky
AAA	Allium ascalonicum	cibule šalotka	hlavně sacharidy obsahující koncový trisacharid α–D-Man-(1-6)[α-D-Man(1-3)]-Man^[2]	monomer
AAL	Aleuria aurantia	mísenka oranžová	L-Fuc
ABA	Agaricus bisporus	pečárka dvouvýtrusá	Gal a β-D-Gal-(1-3)-GalNAc popř. Gal a β-D-Gal-(1-3)-GlcNAc; také GlcNAc na degalaktosylovaných N-glykanech^[3]	neváže monosacharidy, homotetramer, má dvě vazebná místa – jedno pro Gal a druhé pro GlcNAc
ACA	Amaranthus caudatus	laskavec ocasatý	β-D-Gal-(1-3)-GalNAcα-Ser/Thr
AMA	Arum maculatum	árón plamatý	β-D-Gal-(1,4)-GlcNAc, desializovaný fetuin^[4]
AchatininH, (ATN_H),	Achatina fulica	oblovka žravá, achatina dravá	úzká specifita pro 9-O-acetylované sialové kyseliny^[5]	je schopný vázat červené krvinky a periferními krevními mononuklearními buňkami (B- a T-lymfocyty, NK buňky) u pacientů s akutní lymfoblastickou leukémií^[6]
AOL	Aspergillus oryzae	-	α-L-Fuc-(1-6) vázaná na jádro N-vázaného oligosacharidu, méně pak α-L-Fuc-(1-2,3,4)^[7]
ASA I, ASA III	Allium sativum	česnek kuchyňský	N-glykany s vysokým obsahem manózy^[8]
BanLec	Musa x sapientum	banánovník	vnitřní α-D-Glc-(1,3)-Man
BDA	Bryonia dioica	posed dvoudomý	GlcNAc^[9]
BPL	Bauhinia purpurea alba	-	β-D-Gal-(1-3)-GalNAc
CCL	Ciborinia camelliae	-	GalNAc
ConA	Canavalia ensiformis	-	α-Manosylové větve (pokud není mezi nimi GlcNAc), glukosylované struktury, hybridní typy a biantenární komplexní typy N-glykanů	metaloprotein, vyžaduje přítomnost Ca²⁺ nebo Mg ²⁺, široká specifita, jeden z nejpoužívanějších lektinů, homotetramer
DBA	Dolichos biflorus	mína dvoukvětá	α-D-GalNAc-Ser/Thr a α-D-GalNAc(1-3)-GalNAc (Forssmanův disacharid) > α-D-GalNAc-(1-3)[α-L-Fuc-(1-2)-Gal (A-trisacharid)^[10]	viz IRA
DSA	Datura stramonium	durman obecný	poly-LacNAc a větvené LacNAc
ECA	Erythrina cristagalli	Zarděnice hřebenitá	β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc)
EEL	Euonymus europaeus	brslen evropský	α-D-Gal-(1-3)(α-L-Fuc-(1-2)-Gal
GNA	Galanthus nivalis	sněženka podsněžník	nesubstituované α-D-Man-(1-3)^[11]	nerozponává hybridní typ N-glykanů
GSL-I	Griffonia simplicifolia	-	α-D-GalNAc, α-D-GalNAc-Ser/Thr) a α-D-Gal
GSL-I A4	Griffonia simplicifolia	-	GalNAc
GSL-I B4	Griffonia simplicifolia	-	α-D-Gal
GSL-II	Griffonia simplicifolia	-	GlcNAc a degalaktosylované N-glykany
HHL	Hippeastrum hybrid	hvězdník	nesubstituované, α-D-Man-(1-6) a α-D-Man-(1-3), některé galaktomanany z kvasinek^[12]	homotetramer, na rozdíl od ConA neváže glukosylované struktury, nerozponává hybridní typ N-glykanů
HPA	Helix pomatia	hlemýžď zahradní	GalNAc^[13]	viz IRA
IRA	Iris x hollandica		α-D-GalNAc-(1-3,6)-D-Gal (A-disacharid)^[10]	má jiné preference než podobné lektiny: PLA (α-D-GalNAc-(1-3)[α-L-Fuc-(1-2)-Gal(A-trisacharid)], DBA (α-D-GalNAc-(1-3)-D-GalNAc > A-trisacharid), RCA a HPA mají širší spektrum vázaných sacharidů^[10]
jacalin (AIL)	Artocarpus integrifolia	chlebovník	β-D-Gal-(1-3)-α-D-GalNAc-Ser/Thr a α-D-GalNAc-Ser/Thr
LABA	Laburnum anagyroides	štědřenec odvislý (zlatý déšť)	nejvíc:α-L-Fuc-(1-2)- β-D-Gal-(1-4)-D-Glc, také: α-L-Fuc-(1-2)-D-Gal, α-L-Fuc-(1-2)- β-D-Gal-(1-4)[-α-L-Fuc-(1-3)]-D-Glc, nejméně pak samotná L-Fuc^[14]
LCA	Lens culinaris	čočka	α-L-Fuc-(1-6)-GlcNAc, manosové řetězce	metaloprotein, vyžaduje přítomnost Ca²⁺ nebo Mg ²⁺, užší specifita než Con A
LEL	Lycopersicon esculentum	rajče jedlé	poly-LacNAc a (GlcNAc)_n a N-glykany s vysokým obsahem manosy^[15]
LFA	Limax flavus (Limacus flavus)	slimák pestrý	sialové kyseliny^[16]
LTL (LTA1)	Lotus tetragonolobus (Tetragonolobus purpureus)	ledenec nachový	α-L-Fuc-(1-3)-GlcNAc, Sia-Lex, and Lex (= β-D-Gal-(1-4)-[ α-L-Fuc-( 1-3)]- β-D-GlcNAc -(1-3)-R),^[17]^[18] α-L-Fuc-(1-6)-GlcNAc,^[19] velmi špatně váže α-L-Fuc-(1-2)	v literatuře není úplná jednota k specifitě tohoto lektinu, podobné vazebné vlastnosti jako UEA-I^[20]
MAL (MAL I)	Maackia amurensis	makie amurská	α-D-Sia-(2-3)-β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc)	izolace pomocí afinitní chromatografie na vepřovém thyroglobulinu^[21]
MAH (MAL II)	Maackia amurensis	makie amurská	α-D-Sia-(2-3)-Gal	specifická pro α-D-Sia-(2-3), lze porovnat s SNA (který má specifitu α-D-Sia-(2-3)),^[22] izolace pomocí afinitní chromatografie na vepřovém thyroglobulinu^[21]
ML-I (VAA-I,viscumin)	Viscum album	jmelí bílé	α-D-Neu5Ac(Sia)-(2-6)-β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc)^[23]
MOA	Marasmius oreadus	špička obecná	Gal
MPA	Maclura pomifera	maklura jablkonosná	β-D-Gal(1-3)-α-D-GalNAc-Ser/Thr a α-D-GalNAc-Ser/Thr
NPA	Narcissus pseudonarcissus	narcis obecný	nesubstituované α-D-Man-(1-6)^[12]
PAA (PSA, PAL, PSL)	Peziza arvernesis (Peziza sylvestris)	řasnatka lesní (houba)	D-arabinóza^[24]
PHA-E	Phaseolus vulgaris	fazol obecný	tetraantenární komplexní N-glykany
PHA-L	Phaseolus vulgaris	fazol obecný	vmezeřený (bisecting) GlcNAc a biantenarní (dvouvětvé) N-glykany
PLA	Phaseolus limensis (Phaseolus lunatus)	fazol měsíční	α-D-GalNAc-(1-3)[α-L-Fuc-(1-2)]-Gal(A-trisacharid)^[10]	viz IRA
PNA	Arachis hypogaea	podzemnice olejná	β-D-Gal-(1-3)-α-D-GalNAc-Ser/Thr (T-antigen)
PTL-I	Physocarpus tetragonolobus	tavola	α-D-GalNAc a Gal
PSA	Pisum sativum	hrách setý	α-L-Fuc-(1-6)-GlcNAc
PSL	Polyporus squamosus	choroš šupinatý	vysoce specifický k α-D-Sia-(2-6)-β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc)^[25]	v literatuře není ještě plně zavedená zkratka, občas může být označen PSA
PVL	Psathyrella velutina	křehutka sametová	GlcNAc, koncová NeuNAc-(2-3)-Gal^[26]
PWM	Phytolacca americana	líčidlo americké	Poly-LacNAc a (GlcNAc)_n
RCA₁₂₀	Ricinus communis	skočec obecný	β-D-Gal-(1-4)-GlcNAc
RPbAI,II	Robinia pseudoacacia	trnovník akát	GalNAc^[27]
RSL	Ralstonia solanacearum	-	α-L-Fuc(1-2)-Gal a α-L-Fuc(1-6)-Gal; méně pak α-L-Fuc(1-3/4)-Gal, výrazně méně (5-6x) rozpoznává D-Ara a L-Gal^[28]
SBA	Glycine max	sója	GalNAc (obzvláště koncové α-D-GalNAc-(1-3)-Gal)
ScLL	Synadenium carinatum	-	D-Gal
SNA(b)	Sambucus nigra	bez černý	α-D-Sia-(2-6)-β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc),^[29] α-D-Sia-(2-6)-β-D-Gal(NAc)^[22]	získává se z kůry bezu; je specifický k α-D-Sia-(2-6) vazbě, lze jej doplnit lektinem MAL II, který je specifický pro α-D-Sia-(2-3), schopnost nebo zvýšení vazby tohoto lektinu na buňky je možným ukazatelem jejich nekrózy nebo apoptózy^[22], izolace pomocí afinitní chromatografie na hovězím fetuinu^[30]
SSA	Sambucus sieboldiana	bez Sieboldův	α-D-Sia-(2-6)-β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc)
STL	Solanum tuberosum	lilek brambor	větvené i lineární poly-LacNAc a (GlcNAc)_n^[31]	STL je glykoprotein bohatý na arabinózu
TJA-I	Trichosanthes japonica	-	α-D-Sia-(2-6)-β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc) a β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc)
TJA-II	Trichosanthes japonica	-	β-D-GalNAc a α-L-Fuc-(1-2)-Gal
UDA	Urtica dioica	kopřiva dvoudomá	Poly-LacNAc a (GlcNAc)_n
UEA-I	Ulex europaeus	hlodáš evropský	hlavně α-L-Fuc-(1-2) (např.α-L-Fuc-(1-2)-β-D-Gal-(1-4)-Glc(NAc))^[18]	výborný marker pro endotheliální buňky, podobný lektinu LTL^[20]
VVA	Vicia villosa	vikev huňatá	GalNAc and α-D-GalNAc-Ser/Thr (Tn-antigen)
WFA	Wisteria floribunda	vistárie mnohokvětá	koncové GalNAc (např. β-D-GalNAc-(1-4)-GlcNAc
WGA	Triticum vulgaris	pšenice	multivalentní Sia a (GlcNAc)_n

Rozdělení lektinů podle jejich specifit
Glc	ConA, BanLec,
GlcNAc	ABA, BDA, GSL-II, PVL, WGA
Gal	ABA, ACA, AMA, BPL, ECA, GSL-I, jacalin, MPA, PNA, PTN-I, RCA, ScLL, TJA-I
GalNAc	CCL, DBA, GSL-I, GSL-IA4, HPA, jacalin, MPA, PTN-I, RPbA-I, II, SBA, TJA-II, VVA, WFA
Fuc	AAL, AOL, EEL, LABA, LCA, LTL, PSA, RSL, TJA-II, UEA-I
Man	AAA,ASA I, ASA III, ConA, GNA, HHL, LCA, NPA
Sia	AchatininH, LFA, MAL, MAH, ML-I, PSL, PVL, SNA, SSA, TJA-I, WGA
Ara	PAA,RSL
LacNAc	DSA, LCA, PWM, STL,UDA,
s vysokým obsahem manózy	ConA, LCA

Galerie sacharidů

Sialovaný LacNAc s 1-6 vázanou L-Fuc
triantenární N-glykan bohatý na manózu
vmezeřený (bisecting) GlcNAc

Odkazy

Reference

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu lektiny na Wikimedia Commons

Biological effects of plant lectins...
World of Lectin links maintained by Thorkild C. Bøg-Hansen
Proteopedia shows more than 800 three-dimensional molecular models of lectins, fragments of lectins and complexes with carbohydrates
EY Laboratories, Inc World's largest lectin manufacturer.
ekniha (Essentials of glycobiology)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

Search