Lectin
Lectiner er kulhydrat-bindende proteiner med vigtige funktioner i mennesker, dyr, planter og mikroorganismer.[1][2][3][4] Lectiner benævnes også agglutininer pga. deres evne til at agglutinere celler, som f.eks. hæmagglutininer eller fytohæmagglutininer. Lectiner renfremstilles fra planter, svampe og enkelte andre organismer og anvendes i medicinen og biokemien til analyser og processer involverende kulhydrater og kulhydrat-indeholdende molekyler. Mange lectiner er naturligt forekommende toksiner.[5]
Lectinet ricin fra castorbønnen blev beskrevet som det første lectin af den estiske biokemiker Peter Hermann Stillmark i hans disputats fra 1888: "Ueber Ricin, ein giftiges Ferment aus den Samen von Ricinus comm. L. und einigen anderen Euphorbiaceen". Beskrivelsen blev starten til en ny gren af naturvidenskaben kaldet lectinologi.
På grund af lectinernes biologiske aktivitet som pesticider, er fødemidler blevet genetisk modificeret med lectin-gener. Således indeholder vintergækker et aktivt lectin eller agglutinin benævnt GNA (for Galanthus nivalis agglutinin). Der er bl.a. udført forsøg med GNA-genet overført til kartofler. Herom sagde i 1998 Árpád Pusztai, en skotsk-ungarsk biokemiker og ernæringsforsker, i et interview på britisk TV (World in Action), at hans forskningsgruppe havde observeret skader på tarmsystemet og immunsystemet på rotter fodret med de genetisk modificerede kartofler. Bl.a. sagde han: "If I had the choice I would certainly not eat it", og "I find it's very unfair to use our fellow citizens as guinea pigs".[6] Disse bemærkninger startedes Pusztai-sagen om genetisk modificerede fødemidler.
Phytohæmagglutininer, plante-lectiner
| Tabel over visse plante- og svampelectiner[7] | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Symbol | Lectin-navn | Kilde | Ligand, for flere detaljer se [7] | ||
| Mannose-bindende lectiner | |||||
| ConA | Concanavalin A, se en:Concanavalin A | Canavalia ensiformes, springbønne | α-D-mannose og α-D-glucose | ||
| LCH | Lentil lectin | Lens culinaris | bi- og triantenne N-glycaner | ||
| GNA | "Snowdrop lectin", vintergæk-lectin | Galanthus nivalis | α 1-3 og α 1-6 linked high mannose structurer | ||
| Galaktose / N-acetylgalaktosamin-bindende lectins | |||||
| RCA | Ricin, se en:Ricin, Ricinus communis Agglutinin, RCA120 | Ricinus communis | Galβ1-4GlcNAcβ1-R | ||
| PNA | "Peanut agglutinin", jordnød-lectin, se en:Pesnut agglutinin | Arachis hypogaea | Galβ1-3GalNAcα1-Ser/Thr (T-Antigen) | ||
| AIL | Jacalin, se en:Jacalin | Artocarpus integrifolia | (Sia)Galβ1-3GalNAcα1-Ser/Thr (T-Antigen) | ||
| VVL | "Hairy vetch lectin" | Vicia villosa, Sand-vikke | GalNAcα-Ser/Thr (Tn-Antigen) | ||
| N-acetylglukosamin-bindende lectiner | |||||
| WGA | "Wheat Germ agglutinin", hvedkim-lectin, se en:WGA | Triticum vulgaris | GlcNAcβ1-4GlcNAcβ1-4GlcNAc, Neu5Ac (sialic acid) | ||
| N-acetylneuraminsyre-bindende lectiner | |||||
| SNA | "Elderberry lectin", hyld-lectin | Sambucus nigra | Neu5Acα2-6Gal(NAc)-R | ||
| MAL | Maackia amurensis leukoagglutinin | Maackia amurensis | Neu5Ac/Gcα2,3Galβ1,4Glc(NAc) | ||
| MAH | Maackia amurensis hemoagglutinin | Maackia amurensis | Neu5Ac/Gcα2,3Galβ1,3(Neu5Acα2,6)GalNac | ||
| Fukosebindende lectiner | |||||
| UEA | Ulex europaeus agglutinin | Ulex europaeus | Fucα1-2Gal-R | ||
| AAL | Aleuria aurantia lectin | Aleuria aurantia | Fucα1-2Galβ1-4(Fucα1-3/4)Galβ1-4GlcNAc, R2-GlcNAcβ1-4(Fucα1-6)GlcNAc-R1 | ||
De først kendte lectiner var fra planter og blev kaldt phytohæmagglutininer pga. deres evne til at agglutinere røde blodlegemer. Der kendes nu et utal af lectiner fra planter, nogle få er nævnt i tabellen.
MBP, det mannose-bindende lectin
MBP eller MBL (det mannose-bindende lectin eller det mannan-bindende lektin) er et naturligt forekommende plasma protein, som spiller en hovedrolle i det første immunforsvar mod infektioner, i Komplementsystemets lectinreaktionsvej. For eksempel beskytter MBL det nyfødte barn i de første dage efter fødslen indtil det normale antistof-baserede immunsystem begynder at virke. MBL virker som organismens ildslukker mens der ventes på brandvæsnet. De fleste mennesker har et normalt indhold i blodet af MBL, men for en ret stor del af befolkningen (op til 40%) er der nedsat indhold af MBL på grund af genetiske mutationer. Det kan være kritisk under sygdomsforhold, f.eks. for kræftpatienter under kemoterapi og for cystisk fibrose patienter.
Lectin som insekticid
Bacillus thuringiensis forkortet til Bt er en almindelig spore-dannende Gram-positiv jordbakterie, der under sporuleringen danner protein-krystaller af et eller flere lectiner, der benævnes Cry-toksiner (Cry for krystal) eller δ-endotoksiner. Cry-toksinerne kodes af plasmidgenerne Cry og er toksiske for insekter, specielt larver af Lepidoptera (sommerfugle) samt Coleoptera (biller) og Diptera (tovinger (fluer)). Den toksiske virkning ytrer sig gennem en nedbrydning af tarmen.[8] Toksinerne har en fælles struktur af tre domæner hvor domæne II og domæne III har lectin-lignende aktivitet, der bestemmer bindingen til de modtagelige insekters tarm.[9]
Da Bt-toksinerne ikke anses for at være skadelige for mennesker[10] er afgrøder som majs, bomuld og kartofler blevet genetisk modificeret med Bt-toksiner.[11] Da Bt-toksinerne har lille effekt på andre organismer, er brugen af Bt-transgene afgrøder blevet anset for at være mere miljøvenlig end brugen af syntetiske pesticider, men indførelsen og brugen af de gensplejsede afgrøder har affødt en stående diskussion jf. genetisk modificeret organisme.[12]
Andre giftige lectiner
Igennem mange år har det været diskuteret, om lectiner i madvarer ud over deres toxiske virkning også er sygdomsfremkaldende faktorer.[13][14]
Alle bønnespirer og bønner bortset fra linser, mungbønner, soyabønner og kikærter er giftige i rå tilstand på grund af lectinindholdet. Lectinerne i havebønner, pralbønner, limabønner, hestebønner, hvide bønner, brune bønner, sorte bønner, pintobønner og især kidneybønner giver diarré, opkastning og kvalme, i værre fald mavekrampe og blødninger.[15][16][17]
Alle dele af påskeliljen indeholder et giftigt lectin, men særligt løget har et højt indhold.[18] Løgplanter indeholder alle formentlig giftige lectiner i lighed med påskelilje og vintergæk.
Pokeweed mitogen, PMW fra Amerikansk Kermesbær agglutinerer som mange andre plantelectiner erytrocytter, og er - som navnet antyder - et mitogen med stimulerende aktivitet og fremmer antistofsyntesen i lymfocytter, inducerer plasmacellers aktivering og kan i stor dosis være dødelig.
Se også
- Ebolavirus
- GMO, genmodificerede organismer
- Glycobiologi
- Mitogen
Eksterne links
- Proteopedia viser mere end 800 tredimensionale molekylmodeller af lectiner, brudstykker af lectiner og komplekser med kulhydrater
- EY Laboratories, Inc World's largest lectin manufacturer.
- MBL-deficiens. Statens Serum Institut
Referencer
- ^ Lectins. Glycoforum
- ^ A glycobiology review: carbohydrates, lectins, and implications in cancer therapeutics. Haike Ghazarian 2011
- ^ The Next Gluten. JAMES HAMBLIN 2017
- ^ The immunomodulatory effect of plant lectins. Maria A. Sousa 2013
- ^ Taylor, Maureen E. (2017). in Essentials of Glycobiology (internet) 3rd edition. Cold Spring Harbor Press. s. Ch. 28.
- ^ "Árpád Pusztai: Biological Divide – James Randerson interviews biologist Árpád Pusztai". London: The Guardian. 15. januar 2008. Hentet 25. april 2010.
- ^ a b "Lectin list" (PDF). Interchim. 2010. Hentet 2010-05-05.
- ^ Characterization of Cry toxin mode of action. University of Tennessee, Institute of Agriculture
- ^ Basic Structural Features of the Bacillus thuringiensis crystal toxins
- ^ Glare, T. R., and O´Callaghan, M. 2000. “Bacillus thuringiensis: Biology, Ecology and Safety”. John Wiley and Sons Ltd, Chichester, U.K
- ^ Genetically improved potatoes: protection from damage by Colorado potato beetles. Plant Molecular Biology (Webside ikke længere tilgængelig)
- ^ EU-stormagter nedtromler dansk GMO-forslag. DR 09. mar. 2012
- ^ Do dietary lectins cause disease? David L.J.Freed
- ^ The Lectin Report. Krispin Sullivan
- ^ "Bønner. Camilla Plum: I haven. DR". Arkiveret fra originalen 18. juni 2012. Hentet 7. juli 2012.
- ^ "Proteinrige bønner og linser. Sundhed. DR". Arkiveret fra originalen 23. februar 2014. Hentet 7. juli 2012.
- ^ Bønner er sundt, men husk lige at koge dem først. Dr.dk 2013
- ^ Påskeliljen kan mere end se dejlig ud. Ingeniøren, 2000 (Webside ikke længere tilgængelig)
Medier brugt på denne side
Made using PyMol.
Crystals of Bt-toxin from Bacillus thuringiensis serovar morrisoni strain T08025. Microscopy by Jim Buckman
Hemagglutinin. Ribbon diagram of hemagglutinin molecule. Source: The National Center for Biotechology Information.
The National Center for Biotechology Information is a division of the National Library of Medicine, which is a division of the National Institutes of Health, which come under the jurisdiction of the US Department of Health and Human Services. Material made available by these institutions on line may be freely used as with all other US Federal government agencies.
The NCBI runs several biomedical databases of enormous importance to doctors and scientists around the world. One of them is MMDB, a bank of "experimentally determined three-dimensional biomolecular structures." These are freely available on their website in an open access fashion. The NCBI places no restrictions on their access and use, except to ask that appropriate crediting is observed. The structures database consists of 3d video imagery of important proteins and other structures that can be visualized with Cn3D software. The above image is a still that I captured from one of the dozens of free files of Hemagglutinin. In this sense, this image is derivative. I hereby declare that I claim no copyright whatsoever over this image, for my part. As far as the source of the image is concerned, this was as stated released freely by the NCBI with no restriction on its use. I am placing the NIH and HHS tags below (there is no NCBI tag on Wikipedia yet).