УНИКАЛЬНЫЙ ЛЕКТИН

UNIQUE LECTIN

Gulnazira Safiullina

student, department of chemistry and chemical technology, Sterlitamak branch of the Bashkir state university,

Russia, Sterlitamak

Marziya Zalimova

the research supervisor, candidate of chemical sciences, associate professor, Sterlitamak branch of the Bashkir state university,

Russia, Sterlitamak

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены химические соединения - углеводсвязывающие белки лектины. Особое внимание уделено их химическим свойствам, на основе которых выделены их важные особенности, необходимые в процессах обнаружения и терапии злокачественных опухолевых образований. Цель данной статьи - довести до читателей важность данного типа белков для изучения в биохимии.

ABSTRACT

This article discusses chemical compounds - carbohydrate-binding proteins lectins. Special attention is paid to their chemical properties, on the basis of which their important features are highlighted, which are necessary in the processes of detection and therapy of malignant tumor formations. The purpose of this article is to convey to readers the importance of this type of protein for study in biochemistry.

Ключевые слова: лектины, белки, фермент, субстрат, клетка, гликопротеины, агглютинация, олигосахариды, опухоль, онкологические заболевания.

Keywords: lectins, proteins, enzyme, substrate, cell, glycoproteins, agglutination, oligosaccharides, tumor, oncological diseases.

Лектины – это белки, не относящиеся к классу иммунных (иммунные белки – антитела или иммуноглобулины), способные к обратимому связыванию с углеводной частью гликоконъюгатов без нарушения гликозильных лигандов [2, с. 14].

За последние годы было обнаружено важное свойство белковых молекул – они способны образовывать домены, отдельные части большой молекулы, выполняющие важную роль. Они принимают участие в создании комплекса энзима и субстрата в акте ферментного катализа, во взаимосвязи антигена и антитела, в иммунологии и многих других процессах. Это важно при рассмотрении самих лектинов и их роли в жизнедеятельности клеток. Лектины и их доменные центры выступают в качестве сверхчувствительных биосенсоров, то есть практически являются выявителями определённых последовательностей углеводов в сахаридах. Отсюда объясняется их способность избирательно связывать сахара и их остатки, тем самым вызывая их слипание и осаждение [2, с. 15].

Благодаря своим свойствам лектины применяются в различных биохимических процессах, таких как:

- очистка и анализ гликопротеинов. Конканавалин А (ConA) способен ковалентно присоединяться к инертному носителю (к сефарозе). Образующаяся сефароза – ConA используется для очистки гликопротеинов, содержащих олигосахаридные цепи, которые взаимодействуют с ConA [1, с. 7].

- получение мутантных клеток, лишённых некоторых ферментов синтеза олигосахаридов. При обработке культуры клеток млекопитающих соответствующими концентрациями некоторых лектинов (ConA) большинство клеток погибает, большинство выживших оказывается лишённым некоторых ферментов, участвующих в синтезе олигосахаридов. Устойчивость этих клеток объясняется отсутствием одного/нескольких поверхностных гликопротеинов, способных взаимодействовать с данным лектином. Использование мутантных клеточных линий имеет важное значение для выяснения ряда аспектов биосинтеза гликопротеинов.

- средство для изучения поверхности клеток. Лектины распознают специальные сахара, в связи с чем используются как зонды для идентификации остатков сахаров, расположенных на мембранах клеточной поверхности. Многочисленные исследования посвящены применению лектинов для сравнения поверхности нормальных и раковых клеток. Для агглютинации раковых клеток, то есть их склеивания и выпадения в осадок, некоторых лектинов требуется меньше, чем для агглютинации нормальных клеток, что подтверждает существование отличий в организации и структуре ряда гликопротеинов на поверхности малигнизированных, или раковых, и нормальных клеток [4, с. 298-299].

Клеточная поверхность – сложная мозаичная структура, которая состоит из двойного слоя фосфолипидов, белков, гликопротеинов и гликолипидов, последние два из которых содержат гетероолигосахариды, состоящие из множества различных моносахаридных звеньев (галактоза, глюкоза, фукоза, манноза и другие). Изменения клеточной поверхности отслеживаются с помощью лектинов, в чём и заключается слабость клетки опухоли: она даёт обнаружить себя углеводсвязывающим белкам.

Причина состоит в том, что малигнизированная клетка активно использует именно лектины для обеспечения своей жизнедеятельности – передвижения и деления. Например, развитие опухоли при участии галектина-3 (лектина из семейства галектинов). Данный лектин способствует опухолевому изменению клеток и стимулирует их деление. То есть, в случае некоторых онкологических заболеваний наличие галектина-3 является подтверждением развития болезни.

Также уникальным свойством лектина является и то, что их можно использовать ещё и в терапии злокачественных образований. Идея использования углеводсвязывающих взаимодействий как путей доставки антиопухолевых препаратов – это огромнейшее увеличение шансов, что агент, "запускающий" смерть клетки, будет убивать именно опухолевые клетки, а не здоровые [3].

С каждым годом растёт количество методов различных видов анализа на основе лектинов, однако проблема специфичной доставки этих лекарств к опухоли остаётся актуальнейшей задачей современности. Колоссальный потенциал к применению этих белков в диагностике и терапии онкологических заболеваний постепенно начинает реализовываться, однако лектины должны пройти испытание временем и клиническими исследованиями на предмет безопасности и эффективности использования.

Список литературы:

1. Алешин В.Н., Лобанов В.Г., Минакова А.Д. Лектины – свойства, сферы применения и перспективы исследования.// Известия вузов. Пищевая технология, 2004. — С.5-7.
2. Игнатов В.В. Углеводсвязывающие белки — лектины.// Соросовский образовательный журнал, 1997. — №2. .— С.14-20.
3. Кротов А. Лектины - новые инструменты в диагностике и терапии злокачественных опухолей// Научно-популярный конкурс "био/мол/текст". — 2014. [электронный ресурс] — Режим доступа — URL: https://biomolecula.ru/articles/lektiny-novye-instrumenty-v-diagnostike-i-terapii-zlokachestvennykh-opukholei (дата обращения 19.12.2020)
4. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х томах. Т. 2. Пер. с англ.: — М.: Мир, 1993. — 415 с.