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lectina

hemaglutinina lateral

Las lectinas son proteínas de unión a carbohidratos que son altamente específicas para grupos de azúcares que forman parte de otras moléculas, por lo que causan la aglutinación de células particulares o la precipitación de glicoconjugados y polisacáridos . Las lectinas tienen un papel en el reconocimiento a nivel celular y molecular y desempeñan numerosas funciones en los fenómenos de reconocimiento biológico que involucran células, carbohidratos y proteínas. [1] [2] Las lectinas también median en la unión y unión de bacterias , virus y hongos a sus objetivos previstos.

Las lectinas se encuentran en muchos alimentos. Algunos alimentos, como los frijoles y los cereales, deben cocinarse, fermentarse o germinarse para reducir el contenido de lectinas. Algunas lectinas son beneficiosas, como CLEC11A , que promueve el crecimiento óseo, mientras que otras pueden ser toxinas poderosas como la ricina . [3]

Las lectinas pueden ser desactivadas por mono y oligosacáridos específicos , que se unen a las lectinas ingeridas de cereales, legumbres, plantas de solanáceas y lácteos; La unión puede impedir su unión a los carbohidratos dentro de la membrana celular. La selectividad de las lectinas significa que son útiles para analizar el tipo de sangre y se ha investigado su uso potencial en cultivos genéticamente modificados para transferir resistencia a las plagas.

Etimología

William C. Boyd solo y luego junto con Elizabeth Shapleigh [5] introdujo el término "lectina" en 1954 a partir de la palabra latina lectus , "elegido" (del verbo legere , elegir o seleccionar). [6]

Funciones biológicas

Las lectinas pueden unirse a un carbohidrato soluble o a un resto de carbohidrato que forma parte de una glicoproteína o un glicolípido . Por lo general, aglutinan ciertas células animales y/o precipitan glicoconjugados . La mayoría de las lectinas no poseen actividad enzimática .

Un oligosacárido (que se muestra en gris) unido al sitio de unión de una lectina vegetal ( Griffonia simplicifolia isolectina IV en complejo con el determinante del grupo sanguíneo Lewis b); Para mayor claridad, solo se muestra una parte del oligosacárido (central, en gris).

animales

Las lectinas tienen estas funciones en los animales:

Plantas

La función de las lectinas en las plantas ( lectina de leguminosas ) aún es incierta. Una vez que se pensó que era necesaria para la unión de los rizobios , esta función propuesta se descartó mediante estudios de transgenes desactivadores de lectinas . [9]

La gran concentración de lectinas en las semillas de las plantas disminuye con el crecimiento y sugiere un papel en la germinación de las plantas y quizás en la propia supervivencia de las semillas. También se cree que una función es la unión de glicoproteínas a la superficie de las células parásitas. Se ha descubierto que varias lectinas vegetales reconocen ligandos no carbohidratos que son principalmente de naturaleza hidrofóbica , incluidas la adenina , las auxinas , la citoquinina y el ácido indol acético , así como las porfirinas solubles en agua . Estas interacciones pueden ser fisiológicamente relevantes, ya que algunas de estas moléculas funcionan como fitohormonas . [10]

Se cree que las quinasas receptoras de lectina (LecRK) reconocen patrones moleculares asociados a daños (DAMP), que se crean o liberan a partir del ataque de herbívoros. [ cita necesaria ] En Arabidopsis , el Clado 1 de LecRK de tipo leguminosa tiene 11 proteínas LecRK. Se ha informado que LecRK-1.8 reconoce moléculas de NAD extracelulares y que LecRK-1.9 reconoce moléculas de ATP extracelulares . [ cita necesaria ]

Bacterias y virus.

Algunas glicoproteínas del virus de la hepatitis C pueden unirse a las lectinas de tipo C en la superficie de la célula huésped (células del hígado) para iniciar la infección. [11] Para evitar la eliminación del cuerpo por parte del sistema inmunológico innato , los patógenos (p. ej., partículas de virus y bacterias que infectan células humanas) a menudo expresan lectinas de superficie conocidas como adhesinas y hemaglutininas que se unen a glicanos específicos de tejido en las glicoproteínas de la superficie de la célula huésped. y glicolípidos . [12] Múltiples virus, incluida la influenza y varios virus de la familia Paramyxoviridae , utilizan este mecanismo para unirse y ingresar a las células objetivo. [13]

Usar

En medicina e investigación médica.

Las lectinas purificadas son importantes en el ámbito clínico porque se utilizan para tipificar la sangre . [14] Algunos de los glicolípidos y glicoproteínas de los glóbulos rojos de un individuo pueden identificarse mediante lectinas.

En neurociencia, el método de etiquetado anterógrado se utiliza para rastrear el camino de los axones eferentes con PHA-L , una lectina del frijol . [15]

Una lectina ( BanLec ) procedente del plátano inhibe el VIH-1 in vitro . [16] Las aquilectinas, aisladas de Tachypleus tridentatus , muestran actividad aglutinante específica contra los eritrocitos humanos de tipo A. Las aglutininas anti-B, como las anti-BCJ y anti-BLD, separadas de Charybdis japonica y Lymantria dispar , respectivamente, son valiosas tanto en la clasificación sanguínea de rutina como en la investigación. [17]

En el estudio del reconocimiento de carbohidratos por las proteínas.

Histoquímica de lectinas de músculos de peces infectados por un mixozoo

Las lectinas de plantas leguminosas, como la PHA o la concanavalina A , se han utilizado ampliamente como sistemas modelo para comprender las bases moleculares de cómo las proteínas reconocen los carbohidratos, porque son relativamente fáciles de obtener y tienen una amplia variedad de especificidades de azúcar. Las numerosas estructuras cristalinas de las lectinas de leguminosas han permitido conocer detalladamente las interacciones atómicas entre los carbohidratos y las proteínas.

Las lectinas de semillas de leguminosas han sido estudiadas por su potencial insecticida y han demostrado efectos nocivos para el desarrollo de plagas. [18]

Como herramienta bioquímica

La concanavalina A y otras lectinas disponibles comercialmente se han utilizado ampliamente en cromatografía de afinidad para purificar glicoproteínas. [19]

En general, las proteínas se pueden caracterizar con respecto a glicoformas y estructura de carbohidratos mediante cromatografía de afinidad , transferencia , electroforesis de afinidad e inmunoelectroforesis de afinidad con lectinas, así como en micromatrices , como en micromatrices de lectinas asistidas por fluorescencia de campo evanescente. [20]

En la guerra bioquímica

Un ejemplo de los poderosos atributos biológicos de las lectinas es el ricino, un agente de guerra bioquímica. La proteína ricina se aísla de las semillas de la planta de ricino y comprende dos dominios proteicos . Abrin del guisante jequirity es similar:

Lectina dietética

La leucoaglutinina es una fitohemaglutinina tóxica que se encuentra en la Vicia faba (haba) cruda.

Las lectinas están muy extendidas en la naturaleza y muchos alimentos contienen proteínas. Algunas lectinas pueden ser dañinas si se cocinan mal o se consumen en grandes cantidades. Son más potentes cuando están crudas, ya que hervirlas, guisarlas o remojarlas en agua durante varias horas pueden inactivar la mayoría de las lectinas. Sin embargo, cocinar frijoles crudos a fuego lento, como en una olla de cocción lenta , no eliminará todas las lectinas. [21]

Algunos estudios han encontrado que las lectinas pueden interferir con la absorción de algunos minerales, como calcio , hierro , fósforo y zinc . La unión de las lectinas a las células del tracto digestivo puede alterar la descomposición y absorción de algunos nutrientes y, como se unen a las células durante largos períodos de tiempo, algunas teorías sostienen que pueden desempeñar un papel en ciertas afecciones inflamatorias como la artritis reumatoide y diabetes tipo 1 , pero la investigación que respalda las afirmaciones de efectos a largo plazo sobre la salud de los seres humanos es limitada y la mayoría de los estudios existentes se han centrado en países en desarrollo donde la desnutrición puede ser un factor o las opciones dietéticas son limitadas. [21]

Dieta sin lectinas

El primer escritor que defendió una dieta libre de lectinas fue Peter J. D'Adamo, un médico naturópata mejor conocido por promover la dieta del tipo de sangre . Sostuvo que las lectinas pueden dañar el tipo de sangre de una persona al interferir con la digestión, el metabolismo de los alimentos, las hormonas y la producción de insulina, por lo que deberían evitarse. [22] D'Adamo no proporcionó evidencia científica ni datos publicados para sus afirmaciones, y su dieta ha sido criticada por hacer declaraciones inexactas sobre la bioquímica. [22] [23]

Steven Gundry propuso una dieta libre de lectinas en su libro The Plant Paradox (2017). Excluye una amplia gama de alimentos comunes, incluidos cereales integrales , legumbres y la mayoría de las frutas, así como las solanáceas : tomates, patatas, berenjenas, pimientos morrones y chiles. [24] [25] Las afirmaciones de Gundry sobre las lectinas se consideran pseudociencia . Su libro cita estudios que no tienen nada que ver con las lectinas, y algunos que muestran, contrariamente a sus propias recomendaciones, que evitar los cereales integrales ( trigo , cebada y centeno) permitirá un aumento de bacterias dañinas y al mismo tiempo disminuirá las bacterias útiles. [26] [27] [28]

Toxicidad

Las lectinas son uno de los muchos componentes tóxicos de muchas plantas crudas que se inactivan mediante un procesamiento y preparación adecuados (p. ej., cocción con calor, fermentación). [29] Por ejemplo, los frijoles crudos contienen naturalmente niveles tóxicos de lectina (por ejemplo, fitohemaglutinina ). Los efectos adversos pueden incluir deficiencias nutricionales y reacciones inmunes ( alérgicas ). [30]

Hemaglutinación

Las lectinas se consideran una familia importante de antinutrientes proteicos , que son proteínas de unión a azúcares específicas que exhiben actividades reversibles de unión a carbohidratos. [31] Las lectinas son similares a los anticuerpos en su capacidad para aglutinar glóbulos rojos. [32]

Se ha demostrado que muchas semillas de legumbres contienen una alta actividad de lectina, lo que se denomina hemaglutinación . [33] La soja es el cultivo de leguminosas de grano más importante en esta categoría. Sus semillas contienen alta actividad de lectinas de soja ( aglutinina de soja o SBA).

Historia

Mucho antes de una comprensión más profunda de sus numerosas funciones biológicas, las lectinas vegetales, también conocidas como fitohemaglutininas , se destacaban por su especificidad particularmente alta para glicoconjugados extraños (p. ej., los de hongos y animales) [34] y se utilizaban en biomedicina para pruebas de células sanguíneas. y en bioquímica para fraccionamiento . [ cita necesaria ]

Aunque se descubrieron por primera vez hace más de 100 años en las plantas, ahora se sabe que están presentes en toda la naturaleza. Se cree que la descripción más antigua de una lectina la dio Peter Hermann Stillmark en su tesis doctoral presentada en 1888 en la Universidad de Dorpat . Stillmark aisló ricina, una hemaglutinina extremadamente tóxica, de semillas de ricino ( Ricinus communis ).

La primera lectina purificada a gran escala y disponible comercialmente fue la concanavalina A , que ahora es la lectina más utilizada para la caracterización y purificación de moléculas y estructuras celulares que contienen azúcar. [35] Las lectinas de leguminosas son probablemente las lectinas mejor estudiadas.

Ver también

Referencias

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Otras lecturas

enlaces externos