コンカナバリンA

コンカナバリンA
ジャック豆コンカナバリンAの四量体の結晶構造（単量体はそれぞれシアン、緑、赤、マゼンタ色）。 カルシウム（金色）とマンガン陽 イオン（灰色）は球体として描かれている。[1]
識別子
生物	Canavalia ensiformis（ジャック豆）
シンボル	コンA
ＰＤＢ	3CNA
ユニプロット	P81461
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コンカナバリンA（ConA）は、もともとジャックの豆（Canavalia ensiformis ）から抽出されたレクチン（炭水化物結合タンパク質）です。マメ科レクチンファミリーのメンバーです。さまざまな糖、糖タンパク質、糖脂質に含まれる特定の構造、主に内部および非還元末端のα-D-マンノシル基とα-D-グルコシル基に特異的に結合します。 ^{[2] [3]}しかし、植物における生理機能はまだ不明です。ConAは植物のマイトジェンであり、マウスのT細胞サブセットを刺激して、制御性T細胞の前駆細胞を含む、機能的に異なる4つのT細胞集団を生み出すことが知られています。^[4]ヒトの抑制性T細胞のサブセットもConAに感受性があります。^[4] ConAは商業的に入手可能な最初のレクチンであり、生物学や生化学の分野で、様々な細胞の表面にある糖タンパク質やその他の糖含有物質の特性評価に広く使用されています。 ^[5]また、レクチンアフィニティークロマトグラフィーで糖化高分子を精製するためにも使用され、^[6]さまざまな免疫細胞による免疫調節の研究にも使用されています。^[4]

ほとんどのレクチンと同様に、ConAはホモテトラマーです。各サブユニット（26.5 kDa、235アミノ酸、高度に糖化）は金属原子（通常はMn ²⁺とCa ²⁺）に結合します。ConAはD ₂対称性を持っています。^[1]その三次構造は解明されており、^[7] 金属との相互作用の分子的基礎や、糖のマンノースとグルコースに対する親和性^[8]もよく知られています。

ConAは、B-グリカン（α-マンノースを多く含む、またはハイブリッドおよび二分岐グリカン複合体）の分岐構造の末端位置にあるα-D-マンノシルおよびα-D-グルコシル残基（炭素2位のアルコールのみが異なる2つのヘキソース）に特異的に結合します。4つのサブユニットに対応する4つの結合部位があります。^[3]分子量は104～112 kDaで、等電点（pI）は4.5～5.5の範囲です。

ConAはTリンパ球に作用して細胞分裂（有糸分裂誘発）を開始し、曝露後数秒以内にエネルギー代謝を刺激する。^[9]

ConAとその変異体（近縁植物に見られる）は、タンパク質の翻訳後配列配置、すなわち循環順列化を起こすことが知られている唯一のタンパク質であり、これにより、conA前駆体のN末端半分が、成熟型ではC末端半分になるように交換されます。他のすべての既知の循環順列化は、遺伝子レベルで発生します。^{[10] [11]} ConAの循環順列化は、ジャック豆アスパラギニルエンドペプチダーゼによって実行されます。 ^[12]これは、単一の活性部位でペプチド基質を切断および連結できる多目的酵素です。^[13] conAを成熟型に変換するために、ジャック豆アスパラギニルエンドペプチダーゼは、conAの前駆体を真ん中で切断し、2つの元の末端を連結します。

コンカナバリンAは、マンノース炭水化物を含む多様な受容体、特にロドプシン、血液型 マーカー、インスリン受容体、^[14]免疫グロブリン、癌胎児性抗原（CEA）と相互作用します。また、リポタンパク質とも相互作用します。^[15]

ConAは血液型に関係なく赤血球や様々な癌細胞を強く凝集させる。 ^{[16] [17] [18]変異細胞や}トリプシン処理した正常細胞は4℃では凝集しないことが実証されており、ConAを介した凝集には温度に敏感な段階があることが示唆されている。^{[19] [20]}

ConAを介した他の細胞型の凝集も報告されており、その中には筋細胞^[21]、Bリンパ球（表面免疫グロブリンを介して）^{[22] 、} 線維芽細胞^[23]、ラット胸腺細胞^[24]、ヒト胎児（成人ではない）腸管上皮細胞[ ^25]、脂肪細胞^[26]などがある。

ConAはリンパ球 マイトジェンである。フィトヘマグルチニン（PHA）と同様に、B細胞に対する効果に比べて選択的なT細胞マイトジェンである。PHAとConAはT細胞受容体の成分に結合して架橋し、T細胞を活性化する能力はT細胞受容体の発現に依存する。^{[27] [28]}

ConAは、大腸菌^[29]、枯草菌^[30]、原生生物のディクチオステリウム・ディスコイデウム^[31]など、多くの微生物の表面マンノース残基と相互作用します。

また、いくつかのマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP）の刺激剤としても示されている。 ^[32]

ConA は、糖酵素の固相固定化を必要とする用途、特に従来の共有結合による固定化が困難である用途で有用であることが証明されています。ConA 結合マトリックスを使用すると、活性や安定性を失うことなく、このような酵素を大量に固定化できます。このような非共有結合の ConA 糖酵素結合は、糖との競合や酸性 pH によって比較的簡単に逆転する可能性があります。特定の用途で必要な場合は、これらの結合を化学操作によって共有結合に変換できます。^[33]

台湾からの報告（2009年）では、実験的肝癌（肝臓がん）に対するConAの強力な治療効果が実証されています。LeiとChangによる研究^[34]では、 ConAは周囲の正常肝細胞よりも肝腫瘍細胞に多く隔離されることがわかりました。ConAの細胞内移行は、細胞膜糖タンパク質に結合した後、ミトコンドリアに優先的に起こり、オートファジーによる細胞死を引き起こします。ConAは、リンパ球活性化とは無関係に、腫瘍結節の成長を部分的に阻害することがわかりました。この研究でマウスの原位置肝癌モデルで腫瘍が根絶されたのは、肝臓でCD8+ T細胞媒介性、NK-およびNK-T細胞媒介性の免疫応答を活性化した可能性のあるConAのマイトジェン/リンパ増殖作用によるものでした。^[34]

ConA硝子体内注射はラットの増殖性硝子体網膜症のモデル化に使用できる。^{[35] [36]}

ウィキメディア・コモンズには、カナバリンに関連するメディアがあります。

• 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)におけるコンカナバリン + A
• 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)のコンカナバリン + A + 受容体
• コンカナバリン A の構造 2008-08-20 にWayback Machineでアーカイブ
• レクチンの世界、レクチンへの入り口
• プロテオペディア1bxh con A とメチル α1-2 マンノビオシドの複合体