Лектины – информативные молекулярные зонды

В. Г. Печенников, 1995

Что такое лектины? Способы получения лектина, как получают лектины?

В настоящее время существует несколько определений термина "лектин". Наибольшую популярность получило определение, которое предложили Коцоурек и Хоржейши в 1981 году. Они отнесли к лектинам белки не иммуноглобулиновой природы, способные к специфическому узнаванию гликоконьюгатов и обратимому связыванию с их углеводной частью без нарушения ковалентной структуры любых из узнаваемых гликозильных лигандов. В 1980 году Голдштейн, Хьюс, Монсини, Осава и Шарон опредилили лектины как углеводсвязующие белки неимунной природы, способные агглютинировать или преципитировать глюкоконьюгаты. В 1982 году Франц, Жишка и Мор опубликовали представление об углеводсвязующих белках как аффинитинах, включающих лектины, иммуноглобулины и ферменты углеводного обмена. Последние два определения снискали меньшее число сторонников.

Применение лектинов в исследовании

Применение лектинов в качестве молекулярных зондов в изучении закономерностей дифференциации и функционирования клеток, выделении и исследовании многих биологически активных веществ в качестве биоэффекторов, диагностических реагентов, в изосерологии, клинико-лабораторных и патоморфологических исследованиях, лекарственные препараты – вот далеко не весь перечень основных направлений использование лектинов в современной биологии и медицине. В тканях человека различают основные типы гликоконьюгатов, которые могут выполнять функции рецепторов лектинов: гликопротеины, гликолипиды и протеогликаны.

Лектины, гликозаминогликаны, гомогликаны, гликогены.

Лектины проявляют выраженное сродство к молекулярным соединениям чисто молекулярной природы – гликозаминогликанам и гомогликанам (гликогенам). Популяции макромолекул, принадлежащие к перечисленным типам биополимеров, а также содержащие их клеточные структуры и элементы экстрацеллюлярного матрикса составляют объект изучения лектиновой гистохимии. При всем многообразии процессов, протекающих в организме с участием гликоконьюгатов, выполнение гликопротеинами их специфических функций определяется структурой концевых нередуцированных моносахаридных остатков олигосахаридных цепей. Особая роль концевых моносахаридных остатков в составе молекул гликоконьюгатов определяет перспективность и широкие возможности гистохимических методов, основанных на использовании лектинов. Лектины признаны наиболее информативными молекулярными зондами, позволяющими производить идентификацию гликоконьюгатов, изучать их динамику в физиологических и патологических условиях. В настоящее время имеется большое количество лектинов, в основном растительного происхождения, адаптированных для изучения и характеристики клеток и тканей человека. Применяемые наборы лектинов варьируют по углеводной специфичности и по количеству используемых лектинов, включая в некоторых случаях несколько десятков наименований. В классификации лектинов по углеводной специфичности выделяют группы, специфичные к N-ацетил-D-глюкозамину, N-ацетил-D-галактозамину, N-ацетилнейраминовой (сиаловой) кислоте, D-галактозе, D-маннозе, а также со смешанной специфичностью, поэтому целесообразно выделять из 750 препаратов очищенных и охарактеризованных в настоящее время лектинов ограниченный набор, обладающий максимальной информативностью и доступностью.

Летины и слизеобразующие клетки желудка и кишечника, гистологическое исследование

В нашей работе использован набор лектинов, наиболее полно характеризующий весь спектр углеводных детерминант, с помощью которого стало возможным провести анализ состава, характера и особенностей формирующегося секрета в слизеобразующих клетках (гистологическое исследование). Подобные работы в диагностике хронических воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта не проводились. Разработано ранжирование лектин-гистохимических признаков и метод компьютерной обработки полученных данных для установления фазы нарушения слизеобразования. При оценке данных учитывались зоны реагирования лектина с клеткой, интенсивность реакции, гомогенность секрета, состояние просвета желез, фазы секреции бокаловидных клеток, интенсивность окраски коллагеновых структур. Изучена специфичность связывания используемых лектинов с элементами слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки у больных, проживающих в регионах с мультифакторным экологическим загрязнением. Данный метод адаптирован для практического использования, как более рациональный и эффективный, чем традиционные гистохимические методы. Лектиновая гистохимия - перспективное направление научных исследований.