凝集素研究概况【文献综述】

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1、毕业论文文献综述生物工程凝集素研究概况摘要：凝集素是一类具有糖结合专一性，可促使细胞凝集的蛋白质。广泛分布于植物、动物和微生物中。近年来凝集素研究发展迅速，凝集素对糖的特异结合性以及凝集素在不同生物或同一生物不同组织中的分布多样性决定了它在动植物以及微生物体内有重要而特殊的生物学功能。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。在生物养殖、生物工程、生理活动调控、疾病防治等方面展示出广阔的应用前景。关键词：凝集素；生物学功能；应用前景；作用机制

2、1．凝集素概述1.1分布与分类凝集素（Lectin）首先是从豆科植物种子中发现的，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[1][2]。已发现的微生物凝集素一般分布在体表，胞质中少见。Pseudomonasaeruginosa是原核生物中仅知的分布于胞质内的凝集素[3]。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

3、6类[3][4]：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[5]。1.2凝集素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，

4、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[6]。现有的研究资料表明，虽然来源各异的凝集素在结构上确有不同，但一些同源家族的凝集素却具有一些共同的结构性质，这正是凝集素最新分类法的基础。构成凝集素的蛋白质和糖两个部分，蛋白质占的百分比大，糖的含量较少[7]。一般都是几个单糖构成寡糖链，寡糖链再以两类方式与蛋白质肽链相连。一类糖链与肽链通过GlcNAcβ1-Asn连接，称血清型糖蛋白，亦称天冬酰胺(Asn)-连接或N-连接的糖蛋白；另一类糖链与肽链由GalNAcα1-ser/Thr连接为粘蛋白型糖蛋白，亦称O-连接糖蛋白[8]。N-

5、连接的糖蛋白合成过程是以长萜醇(dolicho1)作为糖链载体，在糖基转移酶的作用下，先将UDPGlcNAc分子中的GlcNAc转移至长萜醇，然后再逐个加上糖基，形成N-连接寡糖链。此寡糖链再作为一个整体和天冬酰胺残基的酰胺氮连结；而O-连接糖蛋白合成过程中不需要糖链载体，只在GalNAc转移酶作用下，将UDPGalNAc中GalNAc基转移至多肽链的丝氨酸或苏氨酸的羟基上，形成O-连接寡糖[9]。2．凝集素的作用2.1动物凝集素动物凝集素包括C型和S型，以膜整合及水溶性的形式存在，通过与体液中的糖配体(如某些激素、细胞因子、生长调节因子等)或

6、细胞表面的糖配体相互作用，进行识别与结合来对细胞产生信号作用，引发细胞产生一系列反应，参与动物体的发育、内环境的稳定以及机体防御等功能[10]。动物凝集素在无脊椎动物的免疫识别中具有重要作用。如贝类只有细胞免疫而无体液免疫，血细胞表面的凝集素是它们识别异己的因子。这些细胞借助凝集素的作用，对病原体加以识别，并具有化学趋化性使之向病原体移动，伴随着吸附作用最终将病原体吞噬[11]。研究表明，鱼类凝集素通过有效地识别和结合异己物质，提高吞噬细胞对异己物质的吞噬、杀灭作用。可作为防止外来微生物等入侵鱼体的一道防线。2.2植物凝集素对植物凝集素的专一性

7、研究表明，外源多糖可能是许多植物凝集素最可能的受体，外源多糖包括真菌或植物病毒表面、昆虫或草食动物肠道细胞表面的糖蛋白[12]。基于凝集素和糖的相互作用，植物凝集素被认为和糖的运输、储存物质的积累、细胞间的互作以及细胞分裂的调控等有关[13]。植物凝集素可抵御细菌、真菌、病毒等病原体的入侵，具有杀虫作用。自然界中凝集素介导的防御反应主要以两种方式进行：一种是通过直接作用来抵御摄食者的入侵；另一种是植物凝集素对病毒、细菌和真菌的间接作用方式[14]。而决定它们抗性的就是它们的糖结合活性，即通过识别并结合入侵者上的糖结构，来参与抵抗植物病原和摄食者

8、[15]。2.3微生物凝集素凝集素对微生物来说是与寄主发生关系的决定因素。目前发现的微生物凝集素大多通过其壁上凝集素对糖基的识别来实现对宿主的感染，所