[科普中国]-刀豆凝集素 A

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( Concanavalin A，简称 ConA) 、脲酶( Urease) 、L-刀 豆 氨 酸( L-Canavanine) 、胰 蛋 白 酶 抑 制 剂( Trypsin inhibitors) 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。[1]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1。

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2。

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3。

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2。

用途Con A具有广阔的适用性，是一种重要的生化和免疫研究试剂。Con A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。Con A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）。Con A被用来刺激T细胞产生IL 1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，Con A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。Con A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Con A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4。