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Concanavalina A

La concanavalina A ( ConA ) es una lectina ( proteína fijadora de carbohidratos ) extraída originalmente de la haba ( Canavalia ensiformis ). Es un miembro de la familia de las lectinas de leguminosas . Se une específicamente a ciertas estructuras que se encuentran en diversos azúcares , glicoproteínas y glicolípidos , principalmente grupos α-D- manosilo y α-D-glucosilo terminales internos y no reductores. [2] [3] Sin embargo, aún se desconoce su función fisiológica en las plantas. ConA es un mitógeno vegetal y es conocido por su capacidad para estimular subconjuntos de células T de ratón dando lugar a cuatro poblaciones de células T funcionalmente distintas, incluidos los precursores de las células T reguladoras ; [4] un subconjunto de células T supresoras humanas también es sensible a la ConA. [4] ConA fue la primera lectina disponible comercialmente y se usa ampliamente en biología y bioquímica para caracterizar glicoproteínas y otras entidades que contienen azúcar en la superficie de varias células. [5] También se utiliza para purificar macromoléculas glicosiladas en cromatografía de afinidad de lectinas , [6] así como para estudiar la regulación inmune por varias células inmunes. [4]

Estructura y propiedades

Como la mayoría de las lectinas, ConA es un homotetrámero : cada subunidad (26,5 kDa , 235 aminoácidos , fuertemente glicada) se une a un átomo metálico (generalmente Mn 2+ y Ca 2+ ). Tiene la simetría D 2 . [1] Su estructura terciaria ha sido dilucidada, [7] al igual que las bases moleculares de sus interacciones con metales, así como su afinidad por los azúcares manosa y glucosa [8] .

ConA se une específicamente a los residuos α-D-manosilo y α-D-glucosilo (dos hexosas que se diferencian sólo en el alcohol del carbono 2) en la posición terminal de estructuras ramificadas de B-glicanos (ricos en α-manosa, o híbridos y biantenarios). complejos de glucanos). Tiene 4 sitios de unión, correspondientes a las 4 subunidades. [3] El peso molecular es de 104 a 112 kDa y el punto isoeléctrico (pI) está en el rango de 4,5 a 5,5.

La ConA también puede iniciar la división celular (mitogénesis), actuando principalmente sobre los linfocitos T, estimulando su metabolismo energético a los pocos segundos de la exposición. [9]

Proceso de maduración

ConA y sus variantes (que se encuentran en plantas estrechamente relacionadas) son las únicas proteínas que se sabe que sufren una disposición de secuencia postraduccional conocida como permutación circular en las proteínas mediante la cual la mitad N-terminal del precursor de conA se intercambia para convertirse en la mitad C-terminal en la forma madura; todas las demás permutaciones circulares conocidas ocurren a nivel genético. [10] [11] La permutación circular ConA se lleva a cabo mediante la asparaginil endopeptidasa de frijol, [12] una enzima versátil capaz de escindir y ligar sustratos peptídicos en un único sitio activo. [13] Para convertir conA a la forma madura, la asparaginil endopeptidasa de frijol escinde el precursor de conA en el medio y liga los dos extremos originales.

Actividad biológica

La concanavalina A interactúa con diversos receptores que contienen carbohidratos manosa, en particular rodopsina, marcadores de grupos sanguíneos , receptores de insulina, [14] las inmunoglobulinas y el antígeno carcinoembrionario (CEA). También interactúa con las lipoproteínas . [15]

ConA aglutina fuertemente los eritrocitos independientemente del grupo sanguíneo y diversas células cancerosas. [16] [17] [18] Se demostró que las células transformadas y las células normales tratadas con tripsina no se aglutinan a 4 °C, lo que sugiere que existe un paso sensible a la temperatura involucrado en la aglutinación mediada por ConA. [19] [20]

Se ha informado de aglutinación mediada por ConA de otros tipos de células, incluidas células musculares , [21] linfocitos B (a través de inmunoglobulinas de superficie ), [22] fibroblastos , [23] timocitos de rata , [24] intestinos fetales humanos (pero no adultos). células epiteliales , [25] y adipocitos . [26]

ConA es un mitógeno de linfocitos . Similar a la fitohemaglutinina (PHA), es un mitógeno selectivo de células T en relación con sus efectos sobre las células B. PHA y ConA se unen y entrecruzan componentes del receptor de células T , y su capacidad para activar las células T depende de la expresión del receptor de células T. [27] [28]

ConA interactúa con los residuos de manosa de la superficie de muchos microbios, incluidas las bacterias E. coli , [29] y Bacillus subtilis [30] y el protista Dictyostelium discoideum . [31]

También se ha demostrado que estimula varias metaloproteinasas de matriz (MMP). [32]

ConA ha demostrado ser útil en aplicaciones que requieren la inmovilización de glicoenzimas en fase sólida, especialmente aquellas que han resultado difíciles de inmovilizar mediante acoplamiento covalente tradicional. Usando matrices de pareja ConA, dichas enzimas pueden inmovilizarse en grandes cantidades sin una pérdida concurrente de actividad o estabilidad. Estos acoplamientos no covalentes ConA-glicoenzima pueden revertirse con relativa facilidad mediante competencia con azúcares o a pH ácido. Si es necesario para determinadas aplicaciones, estos acoplamientos se pueden convertir en enlaces covalentes mediante manipulación química. [33]

Un informe de Taiwán (2009) demostró un potente efecto terapéutico de ConA contra el hepatoma experimental (cáncer de hígado); En el estudio de Lei y Chang, [34] se encontró que ConA estaba más secuestrada por las células tumorales hepáticas, con preferencia a los hepatocitos normales circundantes. La internalización de ConA ocurre preferentemente en las mitocondrias después de unirse a las glicoproteínas de la membrana celular, lo que desencadena una muerte celular autofágica. Se descubrió que ConA inhibe parcialmente el crecimiento de nódulos tumorales independientemente de su activación de linfocitos; La erradicación del tumor en el modelo murino de hepatoma in situ en este estudio se atribuyó además a la acción mitogénica/linfoproliferativa de la ConA que puede haber activado una célula mediada por células T CD8+, así como células NK y NK-T. respuesta inmune mediada en el hígado. [34]

La inyección intravítrea de ConA se puede utilizar en el modelado de vitreorretinopatía proliferativa en ratas. [35] [36]

Referencias

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enlaces externos

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