mở đầu của cuốn sách kinh điển “Tính đặc hiệu của các phản ứng huyết thanh” năm 1936. Summer ở đại học Cornell (Ithaca, New York), là ngƣời đầu tiên tinh sạch lectin từ đậu rựa (Canavalia ensiformis) và sau đó đặt tên là concanavalin A. Vào những năm 1940, Boyd và Karl cũng đã mô tả về tính đặc hiệu của lectin ở đậu lima (Phaseolus limensis) và đậu tằm (Vicia cracca) với loại đƣờng khác nhau và đƣa ra bằng chứng về tính đặc hiệu với hồng cầu các nhóm máu A, B và O của lectin và khẳng định sự hiện diện của các phân tử đƣờng khác nhau trên bề mặt hồng cầu. 16 Khả năng phân biệt hồng cầu giữa các nhóm máu khác nhau của các agglutinin từ thực vật đã đƣa đến đề xuất cho chúng một cái tên là lectin, từ tiếng Latin legere, có nghĩa là chọn lọc [25].
Thuật ngữ này đƣợc tổng quát hóa để bao gồm tất cả các agglutinin đặc hiệu với các phân tử đƣờng không có nguồn gốc miễn dịch, bất kể chúng có nguồn gốc từ đâu hoặc đặc hiệu với các nhóm máu nhƣ thế nào. Lectin thực vật đƣợc nghiên cứu rộng rãi theo hƣớng điều tra và thăm dò tính đặc hiệu cho đến những năm đầu của thập kỷ 70. Ở thời điểm đó ngƣời ta đã nghiên cứu rất nhiều lectin, chủ yếu tập trung ở họ đậu. Các lectin động vật ít thu hút sự chú ý và chỉ có một số nghiên cứu về lectin ở chạch, sên và cua móng ngựa là đƣợc nghiên cứu kỹ.
Lectin quan trọng nhất ở động vật đƣợc khám phá chính là thụ thể asialoglycoprotein trong gan động vật có vú, mà nó đặc hiệu với galactose [26]. Thụ thể này tham gia vào quá trình nhận diện và loại bỏ các glycoprotein lão hóa trong máu, qua đó kiểm soát chu trình sống của các glycoprotein trong máu. Cấu trúc của lectin đƣợc bắt đầu nghiên cứu vào những năm của thập kỷ 70 nhƣng phát triển chậm cho đến khi kỹ thuật tái tổ hợp ra đời. Ngày nay ngƣời ta có thể tiến hành giải trình tự của lectin rồi giải đoán cấu trúc bậc ba của nó dựa trên tính tƣơng đồng của các lectin cùng họ.
Tuy nhiên nhiều lectin đã đƣợc giải cấu trúc bậc ba mà không cần thông qua trình tự bậc một nhờ vào kỹ thuật chụp ảnh tinh thể tia X. Hiện nay đã có tới hơn 200 lectin đƣợc giải đoán cấu trúc [27]. Sự phân bố ectin trong sinh giới Lectin đƣợc tìm thấy ở hầu hết các sinh vật ở mọi cấp bậc phân loại, từ virus đến vi khuẩn, từ thực vật đến động vật. Sự phân bố của lectin trong sinh giới Phân bố Lectin Tài iệu tham khảo Động vật Lớp Cá xƣơng (Osteichthye), lớp [28] Lƣỡng cƣ (Amphibia), lớp Bò sát (Reptila), lớp Chim (Aves) và lớp Thú (Mammalia), huyết tƣơng cá chình (Anguilla rastiata), trứng cá vƣợc (Perca piuviatitis), trong cơ thể ngƣời.
Ngành ruột khoang ở vùng biển [29] Khánh Hòa. Thực vật Dâu tằm (Moraceae), Mít, Sakê chi [30] Artocarpus (Artocarpus incia). Lectin từ các loại hạt (họ đậu, họ đại [32] kích), quả và củ (họ cà, họ hành), rễ (họ bầu bí, họ đậu), ở chồi và lá (họ xƣơng rồng và họ lan) Virus Virus cúm [33] Vi khuẩn Actinomyces naeslundii, [34] Escherichia coli 18 1. Vai trò sinh học của ectin Vai trò nổi bật nhất của lectin ở các sinh vật chính là chức năng nhận diện các gốc đƣờng.
Vai trò này thể hiện trong chức năng của lectin trong miễn dịch tự nhiên, trong quá trình loại bỏ các glycoprotein trong máu ở gan của động vật có xƣơng sống (sialoglycoprotein). Có nhiều bằng chứng cho thấy lectin đóng vai trò nhƣ các protein hỗ trợ (chaperone) trong việc điều phối sự vận chuyển glycoprotein nội bào. Ở động vật: lectin có nhiều chức năng sinh học quan trọng nhƣ: quyết định độ bám dính của tế bào, tham gia vào quá trình tổng hợp glycoprotein, điều chỉnh lƣợng protein trong máu. Lectin có thể liên kết đƣợc với các glycoprotein nội và ngoại bào.
Một số lectin liên kết đặc hiệu với đƣờng galactose cũng đƣợc tìm thấy trên bề mặt tế bào gan của động vật có vú. Những lectin này đóng vai trò nhƣ những thụ thể bề mặt tế bào và có khả năng loại bỏ một số glycoprotein nhất định trong hệ tuần hoàn. Thêm vào đó, lectin cũng giữ một vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch của động vật. Ở thực vật: có hai giả thuyết về vai trò của lectin.
Một giả thuyết cho rằng giúp thực vật chống lại vi khuẩn gây bệnh và động vật gây hại cho nó. Giả thuyết này đƣợc đƣa ra dựa trên quan sát của Rehovot cho thấy lectin ức chế quá trình tạo bào tử nấm. Ngoài ra, một quan sát của Lierner về sự chết của ấu trùng bọ cánh cứng khi ăn thức ăn có lectin đậu đen [35]. Giả thuyết thứ hai là sự kết hợp đặc hiệu của một giống đậu nào đó với một số vi khuẩn cố định đạm nhất định.
Thành phần đƣờng của các polysaccharide hoặc lipopolysaccharide trên màng tế bào các loài vi khuẩn là khác nhau, và khả năng liên kết của lectin của các họ đậu khác nhau với các gốc đƣờng này cũng có sự khác biệt [36]. LECTIN TỪ RONG BIỂN 1. Tình hình nghi n cứu ectin từ rong biển tr n thế giới Lần đầu tiên Boyd (1966) đã khảo sát sự có mặt của agglutinin (lectin) từ rong biển. Sau đó nhiều nghiên cứu về lectin đã đƣợc công bố với số lƣợng trên 500 loài rong có chứa lectin, nhƣ ở Anh [37, 38, 39], ở Nhật [40, 41], ở Tây Ban Nha [42, 43], ở Trung Quốc [44], ở Hoa Kỳ [45, 46], ở Brazil [47, 48, 49], ở Pakistan [50], ở Ấn độ [51], Việt Nam [13, 16] và ở Nam cực [52].
Trong số đó, lectin đã đƣợc cô lập chủ yếu là từ rong đỏ và đã đƣợc nghiên cứu tính chất hóa-lý và hóa sinh chi tiết, nhƣ các lectin từ rong Agardhiella tenera [53], Carpopeltis flabellata, Hypnea japonica [54, 55], Cystoclonium purpureum [56], Gracilaria bursa –pastoris [57], Gracilaria tikvahiae [58], Gracilaria verrucosa [59], Griffithsia flosculosa [60], Monospora sp [61], Plumaria elegans, Ptilota serrata [62], Palmaria palmata [63, 61], Ptilota plumosa [64, 65], Serraticardia maxima [66], Solieria chordalis [67] và Solieria robusta [68]. Các phương pháp tinh chế lectin từ rong biển Các lectin từ rong đỏ có thể đƣợc tinh chế bằng nhiều kỹ thuật sắc kí khác nhau: sắc kí kỵ nƣớc, sắc kí trao đổi ion, sắc kí lọc gel, sắc kí pha đảo - HPLC hoặc sắc kí ái lực. Do tính đặc hiệu carbohydrate của các lectin, chúng hầu nhƣ đƣợc tinh chế bằng sắc kí ái lực. Một số phƣơng pháp tinh chế lectin từ rong biển.
Rong biển Phƣơng pháp tinh chế Khối lƣợng phân Tài liệu tham tử/khối lƣợng các khảo mảnh. Agardhiella Sắc ký lọc gel Sephadex Monomer 13 kDa [53] tenera Aglaothamnion Sắc ký ái lực Fetuin- Dimer, 50 và 14 kDa [69] callophyllidicola agarose Bryothamnion Sắc ký DEAE-cellulose Monomer 4.5 kDa [70] seaforthii Cystoclonium Sắc ký lọc gel, sắc ký cột Dimer, 6,2 kDa [56] 20 purpureum DEAE-Sephadex Eucheuma Sắc ký lọc gel Superdex và Monomer 29 kDa [71] amakusaensis sắc ký trao đổi ion DEAE- Toyopearl E. cottonii Sắc ký lọc gel Superdex và Monomer 29 kDa [71] sắc ký trao đổi ion DEAE- Toyopearl E. serra Sắc ký lọc gel Superdex và Monomer 29 kDa [6] sắc ký trao đổi ion DEAE- Toyopearl E.denticulatum Sắc ký lọc gel Superdex và Monomer 28 kDa [17] sắc ký trao đổi ion DEAE- Toyopearl Gracilaria Sắc ký kỵ nƣớcPhenyl- Monomer 60 kDa [72] cornea Sepharose CL-4B và sắc ký ái lực G.
ornata Sắc ký trao đổi ionDEAE- Monomer 17 kDa [73] cellulose và sắc ký ái lực mucin-Sepharose 4B G. verrucosa Sắc ký trao đổi ion DEAE- 71 kDa [74] Toyopearl và sắc ký lọc gel Griffithsia sp Sắc ký kỵ nƣớc, sắc ký Monomer 13 kDa [75] trao đổi ion và sắc ký ái lực Hypnea Sắc ký trao đổi ion và sắc Monomer, 9 kDa [76] cervicornis ký pha đảo HPLC H. japonica Sắc ký lọc gel Toyopearl Monomer, [77] và sắc ký pha đảo HPLC 8. musciformis Sắc ký trao đổi ion DEAE- Monomer, 9.3 kDa [78] Cellulose và sắc ký pha đảo HPLC Kappaphycus Sắc ký lọc gel Superdex và Monomer, 28 kD [14] alvarezii sắc ký trao đổi ion DEAE- Toyopearl K.
striatum Sắc ký lọc gel Superdex và Monomer, 28 kDa [15] sắc ký trao đổi ion DEAE- 21 Toyopearl Ptilota filicina Sắc ký ái lực Trimer, 19,3 kDa [79] Soliera filiformis Sắc ký trao đổi ion DEAE- Monomer, 28 kDa [80] Sephacel Tichocarpus Sắc ký kỵ nƣớc Phenyl- Monomer, 41 kD [81] crinitus Sepharose và sắc ký lọc gel Superdex 1. Đặc tính liên kết carbohydrate của lectin Tùy thuộc vào nguồn gốc của các loài rong biển, hoạt tính ngƣng kết hồng cầu của các mẫu lectin từ rong biển bị ức chế mạnh mẽ bởi các glycoprotein và glycopeptide khác nhau mà có thể nhận ra các phức carbohydrate. Do đó, dựa trên các ƣu tiên liên kết của chúng đối với glycoprotein, các lectin từ rong biển có thể đƣợc phân thành 3 loại: loại đặc hiệu N-glycan dạng phức, đặc hiệu N-glycan dạng high-mannose hoặc đặc hiệu cả 2 dạng. Tuy nhiên, lectin từ rong biển cũng cho thấy sự đặc hiệu với các đƣờng đơn và các dẫn xuất của chúng [82].
* Đặc hiệu phức carbohydrate Một số lectin thể hiện tính đặc hiệu các chuỗi đƣờng của các loại N- glycan [54], trong khi một số ít thì đặc hiệu với O-glycan [14]. Lectin từ rong E. Dịch chiết protein thô của rong Gracilaria fisheri (GFE) có tính đặc hiệu với porcine stomach mucin, fetuin và albumin bò với giá trị nồng độ ức chế nhỏ nhất (Cmin) là 1,56, 3,12 và 6,25 µg/mL (tƣơng ứng) [86]. Hoạt tính của lectin từ rong Gracilaria veruscosa cho thấy có tính đặc hiệu với glycoprotein dạng phức (asialofetuin, fetuin và thyroglobulin), có ái lực cao nhất với chuỗi oligosaccharide của asialofetuin [74].
Hoạt tính của lectin từ rong Hypnea cervicornis bị ức chế 22 mạnh chỉ với glycoprotein porcine stomach mucin [76]. Hoạt tính của các lectin từ rong Tichocarpus crinitus [81] và Georgiella confluens [52] bị ức chế bởi glycoprotein fetuin và porcine stomach mucin. Hoạt tính của lectin từ rong A. callophyllidicola bị ức chế bởi fetuin và asialofetuin với nồng độ ức chế nhỏ nhất lần lƣợt là 19 và 62 µg/mL [69].
Hoạt tính của lectin từ rong Hypnea japonica không bị ức chế bởi N- glycan dạng high-mannose, nhƣng bị ức chế với một vài glycoprotein N- glycan dạng phức nhƣ: transferrin, fetuin hoặc O-glycan và dẫn xuất asialo của chúng [77]. Lectin đồng phân (hypnin A-3) từ rong H. japonica liên kết với gốc fucose ở vị trí (α1-6) của N-glycan [87]. Lectin từ rong Hypnea valentiae, H.
nidulans và Graccilaria salicornia đặc hiệu với O-glycan vì hoạt tính của chúng bị ức chế bởi asialofetuin chứa cả N-glycan dạng phức và O-glycan cũng nhƣ bovine submaxillary mucin và dẫn xuất asialo của chúng [14].