لکتین‏ ها‏ گروهی از ترکیبات غیر مغذی پروتئینی هستند که در بافت‏های گیاهی و حیوانی وجود دارند. در بافت‏های گیاهی عمدتاً در دانه یافت می‏شود هر چند در ریشه گیاهان نیز حضور دارند. همچنین منابع لگومینه نیز سرشار از لکتین می‏باشد. لکتین‏ها‏ در اصل گلیکوپروتئین‏ها‏ی غني از سيستئين هستند که نوع قند موجود در ترکیبات آنها بر حسب نوع لکتین متفاوت است ، به عنوان مثال قند لکتین سویا از نوع مانوز می‏باشد. همچنین مولکول‏ها‏یی غیر آنزیمی ‏و غیر مصون می‏باشند. در همه جای طبیعت حاضر هستند و ممکن است به قندهای محلول یا قندهایی که بخشی از گلیکوپروتئین یا گلیکولیپید هستند بچسبند.

در گیاهان خانواده لگومینه دو لکتین با کربوهیدرات نامشخص شناسایی شده است. یکی لکتین مرتبط با بازدارنده آنزیم آلفا آمیلاز در «Phaseolus vulgaris» و دیگری arcelin که یک پروتئین سیستم دفاعی دانه است و در برخی از گیاهان هم نوع یافت شده است. هر دو پروتئین حدود 60- 50 درصد تشابه توالی با دو لکتین «PHA-L» و «PHA-E» از فازئولوس وولگاریس نشان می‏دهند.

نام لکتین از کلمه لاتین «legere» مشتق شده ، که به معنی «to select» می‏باشد.
لکتین‏ها‏ برای اولین بار حدود 120 سال پیش در گیاهان کشف شدند. پیتر هرمان استیلمارک برای اولین بار لکتین را در رساله دکتری‏اش حدود سال 1888 میلادی در دانشگاه دورپات تعریف کرد. این هماگلوتینین ، که همچنین بسیار سمی بود ، توسط این دانشمند از دانه‏ ها‏ی درخت کرچک «castor» با نام علمی ‏«Ricinus communis» جدا شد و «ricin» نام گرفت. این پروتئین شامل دو دامین می‏باشد؛ قسمت اول به باقیمانده‏ها‏ی گالاکتوزیل سطح سلول چسبیده و این توانایی را به پروتئین می‏دهد تا وارد سلول‏ها‏ شود. قسمت دوم آنزیم N-glycosidase است که نوکلئوبازها را از rRNA برش می‏دهد و در نتیجه باعث ممانعت از سنتز پروتئین و مرگ سلول می‏شود.
در ابتدا لکتین در مقیاس وسیعی تولید شد و تحت واحد تجاری «کانکاناوالین A» در دسترس قرار گرفت ، اما در حال حاضر لکتین‏ها‏ بیشترین استفاده را در خالص‏سازی مولکول‏ها‏ و ساختار‏ها‏ی سلولی حاوی کربوهیدرات دارند.

ساختار و عملکرد لکتین در گیاهان و جانوران
لکتین‏ ها‏ی لگوم یکی از بزرگترین خانواده‏ها‏ی پروتئینی می‏باشند. تاکنون بیش از 70 نوع لکتین گزارش شده است. لکتین گیاهان لگومینه در خواص فیزیکوشیمیایی به یکدیگر شباهت دارند ، اگرچه در خصوصیات کربوهیدراتشان با هم اختلاف دارند. آنها شامل 2 تا 4 زیرواحد با وزن مولکولی حدود 30 کیلو دالتون می‏باشند و هر زیرواحد یک منطقه برای اتصال کربوهیدرات ویژه دارد. واکنش با قندها نیازمند وجود یون‏ها‏ی کلسیم و منگنز می‏باشد. مطالعات اشعه X نشان داده‏اند که با وجود اختلاف در توالی‏ها‏ی اولیه پروتئین‏ها‏ ، چین خوردگی‏ زنجیره‏ها‏ی پلی پپتیدی در ناحیه‏ای از منطقه اتصالی کربوهیدرات مشابه است. منطقه اتصالی کربوهیدراتِ این لکتین‏ها‏ شامل 2 آمینو اسید حفظ شده روی صفحات بتا و دو حلقه می‏باشد. یکی از این حلقه‏ها‏ حاوی فلزات کلسیم و منگنز است و باقیمانده‏ها‏ی آمینواسیدی در منطقه اتصالی قند را نگهداری می‏کند. توالی‏ها‏ی آمینواسیدی این لوپ‏ها‏ نقش مهمی در اختصاصی بودن اتصال کربوهیدرات ویژه این لکتین‏ها‏ بازی می‏کنند.
محتمل‏ترین وظیفه لکتین‏ها‏ی گیاهی ، در دفاع از میزبان است. آنها همچنین از طرف باکتری‏ها‏ به منظور برقراری رابطه همزیستی «symbiosis» شناسایی می‏شوند.
پروتئین‏ها‏یی با دامین لکتینی در سلول‏ها‏ی حیوانی یافت شده‏اند. رسپتور‏ها‏ی «ERGIC-53» و «VIP-36» یک دامین لکتینی در قسمت لومنی خود دارند و به ترتیب در قسمت‏ها‏ی سیس و ترانس شبکه گلژی متمرکز شده‏اند. عمل آنها مرتب نمودن و حمل گلیکوپروتئین‏ها‏ی تازه سنتز شده ER و شبکه گلژی به غشا است.
همچنین لکتین دیگری بعنوان رسپتور آنزیم‏ها‏ی هیدرولیتیک حاوی مانوز‏6- فسفات را شناسایی می‏کند و متعاقباً اهداف این پروتئین‏ها‏ برای تحویل به لیزوزوم‏ها‏ می‏باشد. بیماری I-cell  یک نوع نقص در این سیستم منحصربفرد است.

لکتین‏ ها‏ فعالیت‏ها‏ی بیولوژیکی متفاوت زیادی در جانوران دارند ، از تنظیم چسبندگی سلولی گرفته تا سنتز گلیکوپروتئین و کنترل میزان پروتئین در خون. همچنین ممکن است گلیکوپروتئین‏ها‏ی داخل سلولی و خارج سلولی محلول را به هم متصل نمایند.
یکی از مهمترین اثر لکتین‏ ها‏ چسباندن سلول‏ها یا ذرات موجود در بدن جانداران به هم می‏باشد و از همین خاصیت ، هم میکروب‏ها و هم سیستم ایمنی بدن استفاده می‏کنند. مثلاً لکتین موجود در سطح سلول‏های مجاری صفراوی باعث چسبیدن میکروب‏ها و پارازیت‏ها‏یی که به کیسه صفرا حمله کرده‏اند می‏شود و یا میکروب‏ها با استفاده از همین خاصیت چسبندگی به مخاط درونی بدن چسبیده و بیماری مربوطه را ایجاد می‏کنند.
همچنین برخی ویروس‏ها‏ از لکتین‏ها‏ برای اتصال‏شان به سلول‏ها‏ی ارگانیسم میزبان در طی عفونت استفاده می‏کنند.
برخی لکتین‏ها‏ در سطوح بیرونی سلول‏های‏ کبد پستاندار یافت می‏شوند که بطور اختصاصی باقیمانده‏ها‏ی گالاکتوز را تشخیص می‏دهند. گمان می‏رود که این رسپتور‏ها‏ی سطح سلول مسئول حذف گلیکوپروتئین‏ها‏ی خاصی از دستگاه گردش خون باشند.
لکتین‏ها‏ همچنین نقش‏ها‏ی مهمی در سیستم ایمنی بازی می‏کنند ، توسط شناسایی کربوهیدرات‏ها‏یی که منحصراً در پاتوژنز یافت می‏شوند یا آنهایی که خارج از دسترس سلول‏ها‏ی میزبان هستند ، بعنوان مثال لکتین فعال کننده مسیر کمپلمان و لکتین متصل به مانوز.

خیار دریایی پروتئینی موسوم به لکتین تولید می‏کند که از گسترش انگل مالاریا جلوگیری و آن را از بین می‏برد. این پروتئین از گسترش انگل‏ها‏ در داخل معده حشرات جلوگیری می‏کند. محققان برای تحریک پشه‏ها‏ به منظور تولید لکتین ، قسمتی از ژن خیار دریایی که این پروتئین را تولید می‏کند را با ژنی از پشه آنوفل ترکیب کردند. نتایج نشان داد که این ترکیبات علیه چندین انگلی که منجر به بیماری مالاریا می‏شوند بسیار مفید واقع می‏شود. لکتین زمانی که انگل‏ها‏ی مالاریا در مرحله آغازین گسترش موسوم به اووکینت هستند ، می‏تواند به عنوان سمی خطرناک در مقابل انگل مالاریا عمل کند.

زعفران حاوي لکتين مي‏باشد و گفته شده است که خاصيت ضد سرطاني زعفران به وسيله‏ ي لکتين تعديل مي‏شود.

لكتين‏ ها‏ همچنین مي‏توانند به عنوان سموم ضد حشره براي مهندسي ژنتيك - مقاومت به حشرات - مورد استفاده قرار گيرند. توجهات اخير بطور عمده بر روي لكتين «Galanthus nivalis» كه به GNA نيز معروف است ، متمركز شده است ، زيرا كه فعاليت ضد شته از خود نشان مي‏دهد. ژن اين پروتئين ، با موفقيت در گونه‏ها‏ي گياهي مختلفي همچون سیب‏زمینی ، و گوجه‏فرنگي بيان شده است. اولين بار توليد سیب‏زمینی حاوي لكتين توسط «آرپاد پوستاي» سر و صداي زيادي در مورد امنيت گياهان تغيير يافته ژنتيكي به پا كرد. اخيراً «نيكلاس بيرچ» و همكاران از مؤسسه تحقيقات گياهان زراعي اسكاتلند دريافته‏اند كه سیب‏زمینی حاوي لكتين بالا از نظر تركيبات دور كننده ديگري به نام گليكوآلكالوئيد فقير است. برگ سیب‏زمینی غني از لكتين‏‏ 44% كمتر از حد معمول گليكوآلكالوئيد دارد. به نظر مي‏رسد اشكال كار در خود فرآيند انتقال ژن باشد, چرا كه انتقال ژن مربوط به تركيب دور كننده ديگري موسوم به بازدارنده تريپسين, گليكوآلكالوئيد را به ميزان 70% كاهش داد. آزمون‏هاي آزمايشگاهي با سیب‏زمینی تغيير يافته نشان داد كه GNA ، مرگ و مير حشرات را افزايش نمي‏دهد ، اما سبب كاهش قابل ملاحظه‏اي در باروري آنها مي‏شود. يك ويژگي مهم GNA اين است كه بر عليه حشرات مكنده و نفوذ كننده نيز عمل مي‏نمايد. با اين وجود ، يك عيب آن اين است كه اين پروتئين زماني خوب عمل مي‏كند كه به مقادير فراواني بلعيده شود ، يعني زماني كه حشره در معرض مقادير ميكروگرمي اين پروتئين در آزمايشات زيست سنجي در جيره غذايي قرار داده مي‏شود. بنابراين ، اگر چه كه چند ژن دیگر كد كننده لكتين - آگلوتينين جنين گندم و لكتين برنج - در گياهان تراريخت بيان شده‏اند ، ولي تأثير حشره كشي آنها بسيار كمتر از آن است كه مؤثر واقع شوند.

به نظر می‏رسد لکتین‏ ها برای اتصال ریزوبیوم به گیاه ضروری باشند. غلظت بالای لکتین‏ها‏ در دانه‏ها‏ی گیاه با رشدشان کم می‏شود ، که به نقش لکتین در جوانه زنی و شاید در بقاء دانه اشاره دارد. شاید یک نقش دیگر لکتین ، اتصال به گلیکوپروتئین‏ها‏ی سطح بیرونی سلول‏ها‏ی پارازیتی باشد.
از ریشه گیاه شبدر یک نوع لکتین بنام تریفولین ترشح می‏شود که یک پروتئین گیاهی است و میل ترکیبی زیاد برای قندهای خاص دارد. این لکتین فقط به 2- داکسی گلوکز می‏چسبد. کپسول پلی ساکاریدی ریزوبیوم تریفولی از پلیمر‏ها‏ی 2- داکسی گلوکز است ، بنابراین باکتری به کمک کپسول خود به تار کشنده شبدر چسبیده و آگلوتینه می‏شود.
لکتین به کربوهیدرات خاصی می‏چسبد مثلاً برخی فقط به لاکتوز می‏چسبند ، برخی به مانوز ، گالاکتوز ، فروکتوز و...

کاربرد لکتین در پزشکی
لکتین‏ها‏ی تصفیه شده از نظر کلینیکی مهم هستند. از خاصیت دیگر لکتین‏ها‏ این است که نزدیکی زیادی با گروه‏های خونی داشته و هر لکتین روی گروه خونی خاصی اثر نامساعد داشته و بیماری را ایجاد می‏کند. آنها برای تایپینگ خون مورد استفاده قرار گرفته‏اند. بعضی از گلیکولیپید‏ها‏ و گلیکوپروتئین‏ها‏ی سطح گلبول‏های قرمز می‏توانند توسط لکتین شناسایی شوند.
•    لکتین استخراج شده از گیاه «Dolichos biflorus» برای شناسایی سلول‏ها‏ی گروه خونی A1 بکار می‏رود.
•    لکتین بدست آمده از دانه‏ها‏ی گیاه «Ulex europaeus» در شناسایی آنتی‏ژن گروه خونی H کاربرد دارد.
•    یک لکتین از گیاه «Vicia graminea» جدا می‏شود که برای شناسایی آنتی‏ژن گروه خونی N مورد استفاده قرار می‏گیرد.

سمیت لکتین‏ ها
درجه سميت لكتين‌ها متفاوت بوده و حتي بعضي از آنها مثل لكتين موجود در گوجه‏ فرنگي اصلاً سمي نمي‌باشد. درضمن تأثير لكتين اختصاصي بوده و قابليت مضر بودن لكتين بستگي به نوع حيوان دارد ، مثلاً لكتين موجود در نخود هر چند براي خوك مضر است؛ ليكن براي موش ضرري ندارد. دلیل این امر اختصاصی بودن قابلیت لکتین‏ها‏ی متفاوت در امر چسباندن گلبول‏ها‏ی قرمز به یکدیگر می‏باشد. در دانه كرچك نيز نوعي لكتين كشنده وجود دارد ، به همين علت اين دانه غير‏قابل خوردن است. همين طور لوبياي سياه خام به ‏اندازه‌اي لكتين دارد كه مي‌تواند يك موش را در عرض كمتر از يك هفته بكشد. لكتين‌ها بر روي قلب ، كليه و كبد انسان اثر مي‌گذارند ، قدرت انعقاد خون را كم مي‌كنند ، به جداره دستگاه گوارش آسيب مي‌رسانند و مانع تقسيم سلولي مي‌شوند. خوشبختانه حرارت دادن و پختن مواد باعث از بين رفتن لكتين آنها مي‌گردد. افرادي كه در ارتفاعات زندگي مي‌كنند و نمي‌توانند حرارت جوشيدن آب را به 100 درجه سانتی‏گراد برسانند ، بايد مواد غذايي حاوي لكتين را در ديگ زودپز بپزند.

اثر نامساعد لکتین روی دستگاه ‏گوارش بیشتر از سایر دستگاه‏های بدن است. غذاهایی با غلظت بالایی از لکتین مانند لوبیاها ، آجیل و دانه‏ها‏ی غلات اگر بیش از حد مجاز مصرف شوند ممکن است برای بدن مضر باشند. اثرات مضر شامل واکنش‏ها‏ی آلرژیک ، کمبود‏ها‏ی تغذیه‏ای و واکنش‏ها‏ی سیستم ایمنی می‏باشند.

ممکن است میکروب‏ها‏ی دستگاه گوارش ، لکتین را به مواد سمی تبدیل کنند چرا که مصرف لکتین در جوجه‏ها‏یی که دستگاه گوارش آنها عاری از لکتین است عارضه‏ای به همراه ندارد. اثر ضد مغذی لکتین بیشتر به علت ترکیب و چسبندگی آن با موکوس دیواره روده است که موجب صدمه زدن به سلول‏ها‏ی دیواره روده می‏شود و نتیجتاً اثر سوء بر جذب مواد مغذی خواهد داشت. یکی از دلایل عمده‏ای که موجب بازدارندگی لکتین‏ها‏ می‏گردد قابلیت بالای آنها در مقابل آنزیم‏ها‏ی پروتئاز است. این خاصیت لکتین‏ها‏ به دلیل وجود اتصال‏ها‏یی است که بین پروتئین و قندها می‏باشد و حتی PH = 2 دستگاه گوارش را نیز تحمل می‏کند. همچنین كاهش فعاليت آنزيم‌هاي ديواره و ترشح بیش از حد پروتئين‌ها در نتیجه توليد بيش از حد موكوس و از دست رفتن پروتئين پلاسما در لومن روده منجر به اسهال می‏گردد. لکتین‏ها‏ همچنین با اتصال به سلول‏ها‏ی اپیتلیال روده موجب رشد غیرطبیعی و برگشت ناپذیر روده می‏شود ، چگونگی تأثیرگذاری لکتین بر روند رشد روده چندان شناخته شده نیست. در هر حال سرعت رشد روده می‏تواند آنچنان باشد که پروتئین مصرفی حیوان بیشتر صرف این مهم گردد و از طرفی دیگر به خاطر تأثیر متابولیسم لکتین بر سلول‏ها‏ی اپیتلیوم همواره مقادیر زیادی پروتئین دفع شود تا حدی که جیره حاوی پروتئین بیش از حد محاسبه شده نیز نتواند جوابگوی سایر نیاز‏ها‏ی حیوان گردد.

لکتین‏ها‏ قابلیت فوق‏العاده‏ای برای اتصال به قندهای انتهایی گلیکوکونژوگه‏ها‏ی سلولی دارند. از آنجا که در سیر تغییرات نئوپلازی ، قندهای انتهایی گلیکوکونژوگه‏ها‏ی سلولی تغییرات کمی ‏و کیفی فراوانی پیدا می‏کنند ، الگوی واکنش سلول‏ها‏ به لکتین‏ها‏ نیز به شدت تغییر می‏یابد و شناسایی این تغییرات به کمک لکتین‏ها‏ می‏تواند مبنایی برای شناسایی سلول‏ها‏ی با پتانسیل بالا برای حرکت به سمت نئوپلازی باشد. مطالعات نشان داده است که قابلیت واکنش سلول‏ها‏ی نئوپلاستیک به لکتین‏ها‏ در کارسینومای پستان ، معده ، تخمدان ، مری و کولون متفاوت از همتای نرمال آنها است. بعلاوه نشان داده شده است که بیشترین میزان واکنش به لکتین‏ها‏ در ردیف‏ها‏ی سلول‏ها‏ی سطحی پوشش مخاط وجود دارد.

http://www.colony.ir