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Phytolectin [Phytohaemagglutinin] <>~l

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Agglutination of RBC and Gram Negative Bacilli and the Specificity of Carbohydrata Binding Sites

Tae Su Suh, Young Tae Yun North health Center, Taegu city.

In the earth region of the natural system, plants and bacteria are distributed widely.

Phytolectins are a special class of proteins in plant. especially legumes that have a high affinity for sugars and combine with them in much the same manner as an enzyme combines with its substrate or an antibody combines with an antigen the phytolectins were for some time called phytohemagglutinins because of thier ability to cause the agglutination of RBC and Gram negatve organisms.

Phytolectin molecules contain two or more sugar binding sites, and when large numbers of phytolectins bind simultaneously to sugars on the surface of separate cells and bacteria. Typi- cally, lectins specificity have been found in the membranes of RBC and bacteria specially 4 kinds of monosaccharide and N-acetyl-D-glucosamine.

The results were summarized as follows;

1. Phytolectins can be used to determined the composition (C.H.O) of sugar chains of surface carbohydrate is illustrated human cancer. immune antibody and bacteria disease.

2. Phytolectins can be examined to A.B.O front typing.

3. Phytolectins were showed to agglutination non chalera vibrio, aeromonas sp, E. coli and Salmonella sp.

4. To phytolectins of legumes were then examined to change from polysaprobic zone, meso- saprobic zone to oligosaprobic zone.

5. Phytolectins are agglutinated Human RBC and Rabbit RBC are showed 1 : 32 titers.

6. It has become apparent that the approaches and techniques of microbial genetics can be extended to higher organisms.

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1 . 서 론

자연체의 지켠중에는 여러 종류의 식물과 111 생물이 널리 분포되 어 있 다. 그중 식 물의 콩파 식 물[legumeJ 의 종자에는 protein bCldy가 있는데 그 속에는 상당량 의 glycoprotein 이 있고， 또한 그 중의 일부가 phyto-

lectin 이 다. 그 중 어 떤 phytolectin( concanavalin

A(conAJJ 는 lymphocytes을 mitosis(유사분열) 나 transformation을 유도하는 mitogen(유사분열물칠) 역 할을 하며 , Immuncgenic memory cell(sensitized cell) 인 T-cell(T-Lymphocyte)에 유약화 반응을 일으키 며 , 선진국언 미국이나 일본에서는 human ecology(인간생 태계)에 큰 판심을 가지고， human genetics(인간유 천)이 나 genetics of microbes(미 생 물유천)에 큰 영 향 을 마치고 있는 것무로 사료되며， 근래에 일본 동경에 는 phytolectin(PHA)에 영 향으로 human chromosome (인간 염색체)에 자극이 되어 Down syndrome 환자가 group으로 생 기 고， 그중 13, 18, 21 trisomy 환자나 유산자가 incident되 며 , 생 성 물인 lymphokine 쟁 성 부 족되 면 macrophage을 activity을 불능하게 되 며 , T-

cell의 1. nucleus 2. polysome 3. RER(Rough Endo- plasmic reticulum) 4. microtube의 T -lymphocytes의 organelle을 enlarge시 키 고 RES에 서 T -lymphocytes (cell-mεdiated immunity) 대 해 서 자극할 수 있 ￡며 , 그 많은 생 성 물은 macrophages에 대 해 chemotactic factor(走化性因子) 역 할로써 변화를 주며 , 요사이 큰 연구 실험에 관심을 가지는 추세다.

그런데 이 PHA가 RBC와 반응하여 heamagglutina - tion을 일으키 며 , GN. baci1li 세 균과의 agg( +)도 일 어 나기 혜문에 이와 같윤 현상은 enzyme-substrate의 결 합 혹은 antigen-antibody(Slide@)의 결 합과 비 슷 한 것으로 결합 특이성을 가지고 있다. 그래서 phyto-

lectin(PHA)을 이 용해 서 사랑 RBC, 토끼 RBC의 세 포 표면 이 나 GN bacilli 세 균의 cell wal1의 carbohydrate sites의 쿠성을 알 수 있고， 위의 사살들을 바탕으로 본 잘험에서는 콩을 채료르 lectin을 추출하여 RBC(사 함 및 토끼)와 haemagglutination을 판찰하였고， lec-

tin과 GN. bacilli 세 균파 agglutination도 관찰하였 _Q_

며 ，3종류의 monosaccharide와 N -acetyl-D-glucosamine (antigen 역 할)를 이 용하여 각 lectin의 specificity(특 수성) 관찰하였으며， 상기에 싣험 결과 뜻있는 결파를 얻었기에 보고하는 바이다.

ll. 재료 및 방법

본 살험응 3 일간 말아시칸 종자와 dry seed블 sample

로 해서 실험하였다.(D 대두， 완두， 녹두， 땅콩， 팡，

울콩을 발아시킨 것과 dry seed는 유발로 이용하여 잘 케 부수고，@ 더욱더 마세 분자로 만들기 위해 blen- der 사용하여 homogenize되 케 하고， 여 기 에 DW(증 류수)를 첨가하였다.@ 각 채료릎 centrifuge거에 넣 어 2,000 rpm에 서 20분간 centrifuge시 킨 후 PPT(pr- ecipitate ; 첨 천물)을 제 거 한 후 supernatant로써 실험 하였다.@ 말아한 콩에서 나온 supernatent을 증류 수에 3 일간 dialysis(透析)하게 했다(발아되 면 monos-

accharide가 많음). @ double oxalate을 사용한 blood

을 saline(O. 9% NaCl) 블 가찌고 RBC블 suspension

cell 을 만든 후 1 : 1, 1: 2, 1: 4의 비 율로 배 수 희 석 하여 실험하였다.@ 토끼의 피， 사랑의 혈액형은 A

형 , B 형 , AB형 에 blocd릎 사용했 다.(j) 각 phytolec-

tin과 phosphate buffer saline (PBS완충액 )파 RBC를

1 : 1 : 1의비율로 하였다.@위의잘험결과응칩이

일어 난 sample은 다시 각 lectin과 O. 1M의 rnannose, glucose, galactose, N-acetyl-D-glucosamine파 RBC를 역시 1 : 1 : 1의 비율로 mix해서 판촬했다.@ 세균은 fecal coliforms파 TCBS상에 자란 제균을 사용했다.

@ colony분리는 API20E로 분러한 균주록 사용했다.

ill. 실험 결과

상기의 설험 방볍에 따른 시험결파는 아래와 같다.

Table 1. 발아시 킨 종차

s삶펀 、 토껴 피

대 두

완 _녹 두 _두 + + + +

땅 콩 :511-

E

※ + : agg - : non agg

phytolectin은 RBC rnembrane에 결 합된 monosacc- haride와 binding 할 수 있 는 것 파 마찬 가지 로 free

monosaccharide릎 첨 가하면 phytolectin에 의 한， cell 의 agglutination을 막을 수 있 다. 이 러 한 현상을 이 용해 서 각 phytolectin의 car boh ydra te의 specificity(득

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Table 3. Specificity RBC &

Reazent glucose galactose

N-acetye D-gluco- samme mannose

이성)을 찾을 수 있다(slide @@@’@).

Table 2. Dry seed

AB cell

+

+ + + + +

+

두 두 콩

대 완 울 +

+

뾰 -두

ET ET

쿄O 콩

\，뼈 -、대 완 녹 땅 울

~

B cell

+ +

A cell

+ +

토끼 피

+

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

Table 4. Gram negative bacilli세 균

noncholera vibrio sp Aeromonas

sp.

Vibrio parahe- molticus sp Salmonella

E. coli sp

+ + + +

+ + +

+ + +

+ +

대 완 울

sformation을 일으키는 물질이 세포내에 들어 있다고 도 생 각펀다. 그러 고 phytolectin파 Gram negative bacilli 세 균과의 agglutination은 Gram negative orga-

nisms의 cell wall에 는 물에 잘 녹는 polysaccharide의 일종안 chitin이 chitinase에 의 해 변화된 N-acetye- g 1 ucosamine(CsH1506N) 이 라는 antigen의 성 질을 딴 물 찰 이 나 Escherichid coli와 같은 세 균의 cell wall에 는 microcapsule을 가진 세 균은 (1) peptidoglycan . . (2) Lipopolysaccharide을 포함하며 이 러 한 antigen을 가지 므로 agglutination이 일 어 나는 주펀 원 인으로 사 료된다. 그리고 monosaccharide Rx의 특이성 살험결 과 참조 비·랍.

Phytolectin을 이용해서 (1) 세포표면의 C.H.O쿠조，

성 질을 알면 cell-cell interaction에 의 해 서 bacteria의 질뱅 , ^{인 간의} cancer, immune antibody을 더 잘 알 수 있 고， (2) phytolectin(식 물성 용칩 소)으로써 도 A,B, O형의 cell typing할 때 저 염가로 검사를 할 수 있고，

(3) phytolectin으로써 EMB와 TCBS에 서 growth한

GN. organisms의 yellow colony(noncholera vibrio, aeromonas sp)는 agg( +)된다는 것율 얄 수 있었고 대 두， 완두， 울콩에 E. coli, Salmonella sp에 응집 이 있 었다. (4) phytolectin과 RBC와의 agg의 titer는 1 : 32

이 상은 없 었 다. (5) 콩파식 물(legume)의 phytolectin - 4 0 -

V. 결 론

차를

Phytolectin과 RBC의 응집만응에서 적혈쿠 표면에 존재하는 복합당질에 의하여 결정된다. A 형 작용 말 현에선 당쇄 말단에서 α-N-acetyl glactosamine 결합이

B 행 작용 발현에선 a-galoctoside 결합이 각각 필수。1 며， 이들을 제거하면 H 형 활성이 발현한다. 한펀 식 물중에서 얻을 수 있는 척혈구 응집활성을 갖안 식물

단백， 즉 식물성 혈쿠응캡소(PHA)에선 혈액형으로 벼 특이적 혹은 혈액형에 특이적오후 적혈쿠룰 응집하는 것 이 존재 하고 있다. 콩식 물(legume)의 PHA가 결합하 는 적혈쿠 표면의 receptor를 노출시키는 작용 흑은 그 와 같은 receptor 자신을 이 들 PHA의 binding site에 셔 결합하기 쉽도록 변화시킨 까닭으로 생각된다. 그 리 고 lymphocyte를 형 태 적 으로 검 토하면 “핵 ”이 파괴 되고 세포가 비대해진 것이 판찰되냐， 그 세포의 직경 을 17μ까 -:1 다. 한환 여기에 PHA-M을 가하여 배양한

경우 직경 15"，22μ의 붕괴 세포의 증가가 보이며 PHA

에 의 한 human peripherial lymphocyte의 transfor-

mation의 기쿠는 아직도 확실하져는 않무나 만일 hu- rnan peripherial lymphocyte 표면 당쇄 에 의 PHA 결 합이 최초의 작용A로 하는 가설이 정론이라고 하면 제 포 표면 recepter가 PHA와 결 합되 기 쉬 운 상태 에

있다고도 사료된다.

또 세포표변의 변화에 의하여 lymphocyte의 tran-

N. 고

A로써 세균에 floc현상을 일으켜 polysaprobic zone 이 나 nesosaprobic zone에 서 oligosaprobic _{zone~로 변}

화를 만들 수 있었고 (6) 인간의 chromosome의 변화 에 의해 human ecology 나 genetic of microbes 변태 에 대해서 얄 수 있었을 것으로 사료된다.

참 고 문 헌

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