Concanavalina A

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

Como la mayoría de las lectinas, la ConA es un homotetrámero : cada subunidad (26,5 kDa , 235 aminoácidos , altamente glicosilada) se une a un átomo metálico (generalmente Mn ²⁺ y Ca ²⁺ ). Tiene simetría D _2. ^{[ 1 ]} Su estructura terciaria ha sido dilucidada, ^{[ 7 ]} así como la base molecular de sus interacciones con metales y su afinidad por los azúcares manosa y glucosa ^{[ 8 ]} son ​​bien conocidas.

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

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 ]}

ConA y sus variantes (que se encuentran en plantas estrechamente relacionadas) son las únicas proteínas conocidas que experimentan una reorganización de secuencia postraduccional conocida como permutación circular en proteínas, en la que 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 de ConA es llevada a cabo por la asparaginil endopeptidasa de la judía jack, ^{[ 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 la judía jack escinde el precursor de ConA en el medio y liga los dos extremos originales.

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

La 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 la 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 ]} células epiteliales intestinales fetales humanas (pero no adultas) , ^{[ 25 ]} y adipocitos . ^{[ 26 ]}

La ConA es un mitógeno de linfocitos . Al igual que la fitohemaglutinina (PHA), es un mitógeno selectivo de células T en relación con sus efectos sobre las células B. La PHA y la ConA se unen y entrecruzan componentes del receptor de células T , y su capacidad para activar las células T depende de la expresión de dicho receptor. ^{[ 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 ]}

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

Un informe de Taiwán (2009) demostró el potente efecto terapéutico de la ConA contra el hepatoma experimental (cáncer de hígado); en el estudio de Lei y Chang, ^{[ 34 ]} se encontró que la ConA era secuestrada en mayor medida por las células tumorales hepáticas, en lugar de por los hepatocitos normales circundantes. La internalización de la ConA ocurre preferentemente en las mitocondrias después de unirse a las glicoproteínas de la membrana celular, lo que desencadena una muerte celular autofágica. Se encontró que la ConA inhibía parcialmente el crecimiento del nódulo tumoral independientemente de su activación linfocitaria; la erradicación del tumor en el modelo murino de hepatoma in situ en este estudio se atribuyó adicionalmente a la acción mitogénica/linfoproliferativa de la ConA que pudo haber activado una respuesta inmune mediada por células T CD8+, así como por células NK y NK-T, en el hígado. ^{[ 34 ]}

La inyección intravítrea de ConA puede utilizarse en el modelo de vitreorretinopatía proliferativa en ratas. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

• Dominio de concanavalina – Motivo estructural de la proteína 

• Concanavalina+A en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
• Receptores de concanavalina A en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
• Estructura de concanavalina A. Archivada el 20 de agosto de 2008 en la Wayback Machine.
• El mundo de las lectinas, puerta de entrada a las lectinas.
• Proteopedia 1bxh con A en complejo con metil alfa1-2 manobiosido