Главная

Конканавалин А

Конканавалин А — это лектин, выделяемый из канавалии мечевидной Canavalia ensiformis. При рН > 7 Кон А представляет собой тетрамер, каждая из субъединиц которого имеет мол. массу 25,5 кДа и который, согласно кристаллографическим данным, состоит из двух β-структурных слоев, ориентированных перпендикулярно друг к другу.

Показаны участки связывания для марганца (Мп), кальция (Са) и углеводов (S и I).
Сравнение пространственных структур Кон А, имеющего и не имеющего двухвалентные катионы Са²⁺ и Мn²⁺,
обнаружило различие конформаций в районе связывающего участка I. Существование этого различия объясняет действие ионов на связывание Кон А с клетками.

При рН 6 тетрамер диссоциирует на димеры. В каждой субъединице имеется окруженная гидрофобными остатками щель шириной 3—6 А и глубиной 80 А. Как полагают, в эту щель, подобно кинжалу в ножнах, входит невосстановленный конец олигоса- харидной цепи. На реакцию с сахаром влияет наличие ионов Са²⁺ и Mg²⁺, которые связываются на значительном расстоянии (20 А) от того участка, к которому присоединяется сахар. Согласно данным рентгеноструктурного анализа, эти ионы индуцируют конформационные изменения в субъединице молекулы Кон А.

Большая часть аминокислотной последовательности Кон А известна. Наиболее эффективными олигосахаридными ингибиторами этого лектина с клетками являются α-метилманнозид и другие a-D-глюко- и маннопиранозиды.

Кон А способен связываться с различными клетками млекопитающих. При этом на поверхности одной клетки обнаруживается 10₆ — 10₇ «акцепторов» многие из которых представляют собой гликопротеины, относящиеся к нескольким разным типам. В растворе тетрамерный Кон А (в концентрации около 1 мкг/мл, но не выше 10 мкг/мл) обладает митогенной активностью по отношению к Т-лимфоцитам, а если молекулы Кон А предварительно сшить друг с другом (с помощью антител к Кон А или за счет присоединения к грануле сефарозы), то Кон А начинает также стимулировать и В-клетки. Димерный Кон А способен вызывать образование на поверхности клеток колпачков из молекул рецепторов (кэппинг) и активировать Т-клетки, а мономерный Кон А связывается с клетками, но не стимулирует ни кэппинга, ни активации. При связывании тетра- мерного Кон А с клетками наблюдается эффект положительной кооперативности, т. е. авидность второго участка связывания Кон А становится больше, чем у первого. Это свойство имеется и у некоторых других митогенов, в том числе ФГА и агглютининов из сои и арахиса.

В течение длительного времени оставалось совершенно непонятным, каким образом удаление Кон А с мембраны с помощью α-метилманнозида через 16 ч (но не через 20) после начала контакта прерывает вызванный стимуляцией синтез ДНК. Это тем более удивительно, поскольку к этому времени многие ранние стадии активации уже проходят. Недавно Тойошима и др. показали, что синтез ДНК решающим образом зависит от присутствия Кон А в течение первых трех часов (фаза I), а также в течение второго периода между 16 и 24 ч от начала контакта (фаза II, точное время наступления которой может варьировать от одной субпопуляции лимфоцитов к другой). В промежутке между двумя фазами (с 3 до 16 ч) присутствие Кон А на синтез ДНК влияет незначительно. Кальциевый йонофор А23187 может заменить Кон А в первый, но не во второй период. Это свидетельствует о том, что поток Са²⁺ в клетку, индуцируемый лектином в течение фазы I, по-видимому, является основным стимулирующим процессом. Как мы увидим далее, ферменты, активируемые в первой (0—3 ч) и во второй (16—24 ч) фазах, также различаются между собой. Следовательно, для запуска полной «программы активации» одного акта стимуляции митогеном, по-видимому, недостаточно, а требуются неоднократные сигналы, точно рассчитанные во времени.