Expression of Carbohydrate Specificities of Toxic and Applied Lectins by Carbohydrate Structural Units and ligand Clusters (I)

用分子免疫學的方法研究與醫藥有關的碳水化合物結合蛋白/凝集素(Carbohydratebinding proteins, Lectins, agglutinins)與醣表位 (glycotopes) 的結合性質,將有助於瞭解凝集素和碳水化合物在生命現象中所扮演的角色，同時也可辨別對正常和癌組織中的碳水化合物之親附性差異。 這些資訊是對研發癌症診斷和治療的品管是很重要的。 這些凝集素可包括Oriental herbs 中的天花粉、白扁豆、雞血籐、破補子、桑白皮；食物中的凝集素：如Mushroom及Okra lectin 等；毒性凝集素(toxic lectins)：如Viscum albums, Momordica charantia, Ricin 和Abrins 等到目前對毒性凝集素與碳水化合物的結合性質的知識不是缺乏 (如﹕ Viscumalbums-ML-II/III, 和 Abrin-b/c )，就是不完整 (如 Abrin-a, Momordica charantia 和 Ricin)。過去十年來已我們將被醫界廣泛注意的 toxic lectins 中的ML-I, and abrin-a 對碳水化合物的結合特性用不同的免疫和凝集素化學方法，如 Quantitative precipitin (QPA), Hemagglutination- precipitin-inhibition assays (QPIA) (定量沈澱和沈澱-抑製法)，Enzyme linked lectinosorbentassay (ELLSA) 或 Hemagglutination (HA), inhibition(HIA) 等方法 ( Wu et al., J. Biol. Chem. 267,19130-19139, 1992; J. Biol. Chem., 275, 14017-14024, 2000; Nature Structural Biology., 9, 918-921, 2002;Biochemical J., 371, 311-320, 2003) 作初步的探討，發現ML-I and abrin-a 與 uropathogenic E. coli 和Shiga toxin 一樣對 blood group Pk disaccharide (Gala1R4Gal)及sialic acid containingglycoproteins, gps.有強烈的親附性 (Wu et al., Biochim. Biophs. Acta, 1243, 124-128, 1995; Glycobiology, 7,1061-1066, 1997)。 這個計劃的近期目的之一是要對這些凝集素的結合性質繼續做進一步的分析，特別是用不同的抑制系統來建立它們對碳水化合物特異性。 在未來的三到六年裡，我們將分成三個方向探討：第一個方向是純化更多對生物醫學有用的lectins,對未知特異性的凝集素，用已知的醣蛋白(glycoproteins)和多醣類(polysaccharides)測定它們的結合性質; 同時用已有的或新製備的醣類配體(sugar ligands)作抑制分析等,測出它們對凝集素決定因子的結合性，以凝集素決定因子(lectin determinants)表達其結合性質並確立在凝集素中的類別(國科會生命科學簡訊12 封面及P.6-11, Jan, 1998; J. Biomed. Sci., 10, 676-688, 2003; FEBS Letters, 562,51-58,2004 )，同時也探討polyvalent 在recognition 中所司的角色。第二方向是從反應良好的正常和癌(瘤)組織或複雜性碳水化合物如卵巢瘤和肝膽癌的分泌物中分離和純化具有活性的碳水化合物(Bioactive carbohydrates),並比較其差異; 第三方向是篩檢目標細胞(target cells)或大分子(macromolecular),以便在目標細胞或大分子中找出active ligands (glycotopes)，建立最具活性的結構單位(Most complementary structure unit)。這些知識不但有助於解釋凝集素如何附著在細胞上或細胞如何中毒，更是瞭解生命現象和凝集素應用到治療上或診斷所必需的。目前我們已與醫院作一些初步合作，如眼科（細胞表面碳水化合物變化對於眼球血管新生扮演角色之探討和細胞表面碳水化合物變化對於視網膜剝離扮演角色之瞭解）與肝膽科作Lectins 與Tumor markers、normal/abnormal glycoporteins 和AFP 的相互作用的關係等等。

Project ID:PC9408-2044
External Project ID:NSC94-2320-B182-053