凝集素

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凝集素是是指全國科學技術名詞審定委員會公布的科技名詞。

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目錄

名詞解釋

凝集素（Lectin）是指一種從各種植物，無脊椎動物和高等動物中提純的糖蛋白或結合糖的蛋白，因其能凝集紅血球（含血型物質），故名凝集素。常用的為植物凝集素（Phytoagglutin，PHA），通常以其被提取的植物命名，如刀豆素A（Conconvalina，ConA）、麥胚素（Wheat germ agglutinin，WGA）、花生凝集素（Peanut agglutinin，PNA）和大豆凝集素（Soybean agglutinin，SBA）等，凝集素是它們的總稱。

凝集素是動物細胞和植物細胞都能夠合成和分泌的、能與糖結合的蛋白質,在細胞識別和粘着反應中起重要作用,主要是促進細胞間的粘着。凝集素具有一個以上同糖結合的位點，因此能夠參與細胞的識別和粘着,將不同的細胞聯繫起來。

凝集素（Lectin）是指一種從各種植物，無脊椎動物和高等動物中提純的糖蛋白或結合糖的蛋白，因其能凝集紅血球（含血型物質），故名凝集素。其常見種類見表6-1。常用的為植物凝集素（Phytoagglutin, PHA），通常以其被提取的植物命名，如刀豆素A（Conconvalina,ConA）、麥胚素（Wheat germ agglutinin, WGA）、花生凝集素（Peanut agglutinin, PNA）和大豆凝集素（Soybean agglutinin, SBA）等，凝集素是它們的總稱。凝集素不是來源或參與免疫反應的產物，凝集素具有的某些「親合」特性，能被免疫細胞化學技術方法所應用。因此，Ponder（1983）提出應稱「凝集素組織化學」而不能稱為「凝集素免疫組織化學」。

雖然人們認為在植物中凝集素的功能是結合細胞表面上的糖蛋白，然而在動物中它的功能也包括結合可溶性的細胞外或細胞內糖蛋白。舉例來說，有一種凝集素被發現在哺乳類動物肝細胞的表面上，能夠專一性的識別乳糖殘基。人們相信這些細胞表面上的接受器是負責將循環系統中的特定糖蛋白移除。另一個例子是甘露糖-6-磷酸接受器能夠識別含有此種殘基的水解酵素，隨後標定這些蛋白將其送至溶小體。它們提供許多不同的生物功能——從細胞附着的調控，到糖蛋白合成，以及血液中蛋白質的濃度。凝集素也能夠藉由識別僅在病原中發現或是無法進入宿主細胞的的糖類而在免疫系統中扮演重要的角色。

植物凝集素

植物凝集素是來源於植物的一類能凝集細胞和沉澱單糖或多糖複合物的非免疫來源的非酶蛋白質。由於其對於單糖或糖複合物特異性結合的能力，使得其在如信號轉導、免疫反應、植物防禦等諸多信號過程中均具有重要作用。同時植物凝集素具有細胞凝集、抗病毒、抗真菌及誘導細胞凋亡或自噬等多種能力，因此在生命科學、醫學及農業方面均有較好的研究價值和應用前景。

凝集素是指非免疫來源的糖結合蛋白或糖蛋白，並應有使細胞凝集或糖複合物沉澱的能力。此定義包含三個要點：(1) 凝集素是蛋白質或糖蛋白 ；(2) 凝集素必須有專一的與糖基結合的特性，但是排除了免疫來源的針對糖基的抗體 ；(3) 因為規定了能使細胞凝集或是糖複合物沉澱的特性，所以凝集素分子必須具有兩個或更多糖結合位點，這樣把一些雖有糖結合能力但是糖結合位點僅有一個的酶、轉運蛋白、激素、毒素等排除在外。凝集素可以識別糖蛋白和糖脂中複雜的碳水化合物結構，也識別細胞膜表面的糖基，因此，凝集素可以作為研究細胞膜結構的有利工具。此外，凝集素由於具有多價結合能力，能與熒光素、酶、生物素、鐵蛋白及膠體金等結合而不影響其生物活性，因此，凝集素也可用於免疫細胞化學的研究，以及腫瘤的診斷評價等。凝集素蛋白至少包含一個可以結合碳水化合物的結構域，基於此，凝集素可以被分成主要的四類，部分凝集素(merolectins)、全凝集素 (hololectins)、超凝集素 (superlectin)以及嵌合凝集素 (chimerolectins) 。

純化的凝集素對於臨床應用非常重要，因為它能夠用來鑑定血型。有些存在人類紅血球上的糖脂質以及糖蛋白能夠經通過凝集素來鑑定。一種來自於雙花扁豆（Dolichos biflorus）的凝集素，經鑑定後發現可識別A1血型。來自於植物Ulex europaeus（重瓣刺金雀/荊豆/烏樂樹）的凝集素，經鑑定後發現可識別H血型抗原，而來自於植物Vicia gramineae（野豌豆屬禾本科）的凝集素則可識別N血型抗原。

凝集素在植物中的真正功能還有待研究，而是否僅具細胞附着功能依然還有疑問。凝集素在種子中大量表現（通常自種子中純化），並且隨着植物生長而減少，這顯示其在植物發芽或種子自我生存中扮演了重要角色。

凝集素被視為免疫系統中的直接演化前身，而且它們至今依然在此扮演重要角色 - 凝集素補體激活途徑、甘露糖結合凝集素、S、P、E凝集素,等等。

「高等」凝集素如自然殺手細胞接受器，對於簡單的糖類具有較低的專一性，而對於模糊的寡糖結構顯示高度親和性。

豆科植物中的凝集素已被廣泛的作為模式生物來了解蛋白質如何識別糖類的分子基礎，因為它們相對容易取得而且具有廣泛的糖類種類。許多凝集素的晶體結構也揭示了糖類與蛋白質之間的原子作用。

一個凝集素在生物學上強大的例子是生化戰劑蓖麻毒素。蓖麻毒素是一種由兩個功能結構域所組成而自從蓖麻中純化的蛋白質。其一是一個能夠結合細胞表面上的半乳糖殘基而能夠使蓖麻毒素進入細胞的凝集素，第二個功能結構域是一個能夠將核糖體RNA中的鹼基切除的N-glycosidase，該作用會抑制蛋白質的合成，並進而導致細胞死亡。