刀豆蛋白A 简介 结构特性 糖类结合蛋白质

简介

刀豆属豆科，因豆荚形似刀而得名“刀豆”，又因荚形似人挟剑横斜，故又名“挟剑豆”。刀豆性味甘、温，功效温和中下气，益肾补元，治虚寒呃逆、呕吐、腹胀、肾虚腰痛、痰喘。刀豆种子内含伴刀豆球蛋白(ConcanavalinA，简称ConA)、脲酶(Urease)、L-刀豆氨酸(L-Canavanine)、胰蛋白酶抑制剂(Trypsininhibitors)等物质。其中，ConA是一种植物血球凝集素(Phytohemagglutin)，其本质是一类多价的、非免疫来源的、对糖及其缀合物高度专一识别的蛋白质。它在植物体内的作用是促进种子的成熟和发芽，储存蛋白质，转移糖，防御病原微生物，促进细胞生成等。它通过各种机制对动物产生抗营养作用，为刀豆种子中的抗营养因子。在刀豆种子中，ConA的含量较为丰富，占总蛋白的1%～3%。

刀豆蛋白A是一种凝集素（糖类结合蛋白），最初从白刀豆中提取。它是荚果凝集素家族中的一员。四聚体球蛋白，分子量102000，每个亚基含237个氨基酸残基，分子量25500，结合一个Ca和一个Mn，含一个糖结合部位。为促细胞有丝分裂素，主要对T淋巴细胞有激发作用，凝集红细胞和动物精子，抑制肿瘤细胞运动，以及延长异源移植存活时间等作用。

ConA最初用于免疫学研究。随着ConA纯化方法的发展及性质研究的日益深入，ConA应用的范围亦越来越广。除应用于临床诊断、治疗外，ConA已成为化学、生物化学、生物学、免疫学及医学等领域中有用的研究工具。提取的刀豆凝集素可以制成多种防癌、抗肿瘤保健食品及抗癌药物。它能对肿瘤和癌症患者的治疗起到积极的作用。当其浓度达到1.95μg/ml，可使兔红细胞发生凝集反应。

结构特性

自刀豆和豌豆等籽粒中提取而得的一种植物凝集素。为四聚体球蛋白，分子量102000。每个亚基含237个氨基酸残基，分子量25500，结合一个Ca2+和一个Mn2+，含一个糖结合部位。能与α-甘露糖、α-葡萄糖(细胞膜糖蛋白上)专一地结合，结合位点要求是α-D-吡喃甘露糖或α-D吡喃葡萄糖六元环中的C-3/C-4和C-6未被取代羟基。能与以α-1，2糖苷键连接的甘露二糖和甘露三糖有最大的亲和力。

提取分离

以新鲜刀豆种子为原料，提取刀豆中凝集素的最佳溶剂是甲酸溶液，凝集素提取的最优工艺条件为：提取温度为22℃、提取时间为2.5h、甲酸溶液中NaCl浓度为0.20mol/L、甲酸浓度为0.7mol/L、料液比为1:50(W/V)。提取所得刀豆凝集素活力为102.96HU/g、蛋白质提取量为11.15mg/g。凝集素提取液经硫酸铵分级沉淀、透析等处理后得到刀豆凝集素(SJL)粗品。经HPLC分析表明，刀豆凝集初步分离产物的组分较为复杂，有多种不同分子量的蛋白质构成，分子量分布范围较广，从150000D到1300D左右。分子量为71000D左右的组分占22.65%，分子量为36000D左右的组分占15.55%。这说明初步分离产物中刀豆凝集素的含量较高。

稳定性

由酸碱稳定性试验可知，在极端pH值条件下，ConA产生不可逆变性，活力丧失。因此，在今后进行刀豆凝集素的灭活方面研究时，可采用稀碱溶液浸提，并控制一定的pH值，从而灭活大部分的ConA活力。

用途

ConA具有广阔的适用性，是一种重要的生化和免疫研究试剂。ConA能沉淀多种糖类，葡聚糖和果聚糖等很多其它多糖，以及免疫球蛋白和血型物质等多种糖蛋白，还沉淀肺炎球菌多糖，并能凝集多种红细胞。ConA能和很多细菌和动物细胞反应，能区分某些正常和肿瘤细胞，能促进细胞分裂（促有丝分裂作用）。ConA被用来刺激T细胞产生IL1样因子，还用于脾细胞增生，研究激活所必需的配体/受体作用。利用免疫组化技术，ConA可用于病理标本中的组织细胞的巨噬细胞展示，区分正常分泌ACTH的垂体细胞和分泌ACTH的腺肿瘤细胞。ConA加强谷氨酸盐神经递质受体的反应，已被用于研究糖基化在离子通道调节中的作用。以ConA为配基的亲和层析介质广泛用于糖蛋白的分离纯化和多糖、糖蛋白糖链结构的研究。

相关

自身免疫性肝炎(autoimmune hepatis,AIH)和病毒性肝炎(viral hepatitis,VH)的临床病理特点,刀豆蛋白A(ConcanavalinA)诱导的肝损伤模型相对于其他肝损伤模型具有操作简单和方便等特点,优于四氯化碳(CCl4)和D-氨基半乳糖苷模型。过去20年,虽然对刀豆蛋白A诱导的肝损伤免疫学机制进行了大量研究,但是仍然存在许多问题,需进一步阐述和深入研究。但通过实验ICR小鼠随机分为正常对照组和ConA模型组,每组10只。ConA模型组小鼠尾静脉注射ConA 2.5mg·ml-1·kg-1,对照组给予等体积生理盐水。造模后8h断头处死小鼠,分别取肝脏和血液,采用生化法测定小鼠血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸转移酶(AST)水平,苏木精-伊红染色法测定肝组织病理学改变,ELISA法测定血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)含量。可的得出，刀豆蛋白A导致免疫性肝损伤。[1]