ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu sự tích luỹ protein và lectin trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây đậu ngự (Phaseolus lunatus L.) trồng trên bãi bồi ven sông Thừa Thiên Huế”

MỞ ĐẦU Protein tham gia mọi hoạt động sống trong cơ thể sinh vật, từ việc tham gia xây dựng tế bào, mô, đến tham gia hoạt động xúc tác và nhiều chức năng khác... Ngày nay, khi hiểu rõ vai trò to lớn của protein đối với cơ thể sống, người ta càng thấy rõ tính chất duy vật và ý nghĩa của định nghĩa thiên tài của Anghen F. : “sống là phương thức tồn tại của những thể protein”. Với sự phát triển của khoa học, vai trò và ý nghĩa của protein ngày càng được khẳng định, protein là cơ sở vật chất của sự sống 17. Với vai trò và tiềm năng ứng dụng to lớn, công nghệ protein trở thành một hướng nghiên cứu quan trọng của công nghệ sinh học và đã đạt được những thành tựu đáng chú ý ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống như nông nghiệp, công nghiệp thực phẩm, đặc biệt trong lĩnh vực y dược học với việc tạo ra các loại thuốc quý hiếm như insulin, các globulin miễn dịch, các kháng thể đơn dòng, các yếu tố đông máu, thuốc chống HIV.. 17. Trong các thành tựu đạt được không thể không nhắc tới protein lectin. Lectin là một trong những hợp chất được phát hiện cách đây hơn một thế kỷ và hiện nay vẫn đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu bởi hoạt tính và các chức năng đặc biệt của nó. Bản chất của lectin là protein mà chủ yếu là glycoprotein, có khả năng gây ngưng kết các tế bào hồng cầu người và động vật, một số tế bào lạ và đặc hiệu với một số loại đường. Tuy không có nguồn gốc miễn dịch nhưng các nhà khoa học đã chứng minh rằng chúng có vai trò trong miễn dịch của thực vật, có khả năng gây ngưng kết với các tế bào dị thường và ác tính, vi khuẩn, virus và kháng nguyên lạ... Hơn nữa, lectin là hợp chất phân bố rộng trong tự nhiên (có ở cả thực vật, động vật và vi sinh vật), đặc biệt là ở các cây họ Đậu. Vì vậy, nguồn nguyên liệu để chiết xuất lectin rất đa dạng và phong phú 31. Việc điều tra, nghiên cứu để tạo các chế phẩm lectin có hoạt tính cao đang được chú ý ở Việt Nam và nhiều nguồn lectin đang được nghiên cứu chủ yếu là ở động thực vật. Đã có nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả như Đỗ Ngọc Liên, Cao Đăng Nguyên, Nguyễn Quốc Khang và các cộng sự khác được công bố trên các đối tượng khác nhau, làm cơ sở cho các ứng dụng thực tiễn của lectin trong miễn dịch cũng như trong y học 2, 3, 6, 7, 19,20. Lectin phân bố rộng, đặc biệt có nhiều trong các cây họ Đậu, chính vì vậy mà các cây họ Đậu là đối tượng được tập trung vào nghiên cứu nhiều nhất. Đậu ngự cũng là một đối tượng được quan tâm. Trong quá trình phát triển, ở các giai đoạn khác nhau cũng như ở các điều kiện ngoại cảnh khác nhau, cây đậu sẽ có sự tích luỹ protein cũng như lectin khác nhau. Hiện nay, chưa có công trình nào công bố một cách đầy đủ về sự tích luỹ của protein và lectin ừong các giai đoạn phát triển của cây. Vì vậy, để hiểu rõ hơn về protein và lectin của cây đậu ngự, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sự tích luỹ protein và lectin trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây đậu ngự (Phaseolus lunatus L.) trồng trên bãi bồi ven sông Thừa Thiên Huế”

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên Chúng Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các Thầy Côgiáo trong Trường Đại học Khoa học Huế nói chung và các Thầy Cô giáo trongkhoa Sinh học, bộ môn Công nghệ Sinh học nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyềnđạt cho Chúng Tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua Đặc biệt Chúng Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy giáo Cao Đăng Nguyên và

Cô giáo Lê Thị Hà Thanh, Thầy và Cô đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướngdẫn Chúng Tôi suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc vớiThầy và Cô, Chúng Tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà cònhọc tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả.Đây là những điều rất cần thiết trong quá trình học tập và công tác sau này

Sau cùng Chúng Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đãđộng viên, đóng góp ý kiến và giúp đỡ trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoànthành đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

Contents

LỜI CẢM ƠN 1

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1

DANH MỤC BẢNG 2

DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ 4

MỞ ĐẦU 5

PHẦN 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 7

I SƠ LƯỢC VỀ PROTEIN 7

1 Những đặc trưng chung của protein 7

2 Cấu trúc protein 8

2.1 Thành phần hoá học của protein 8

2.2 Đơn vị cấu tạo cơ sở của protein –Amino acid 8

2.3 Các bậc cấu trúc của phân tử protein 9

2.3.1 Cấu trúc bậc nhất (cấu trúc sơ cấp) 9

2.3.2 Cẩu trúc bậc II (cấu trúc thứ cấp) 9

2.3.3 Cấu trúc bậc III 9

2.3.4 Cấu trúc bậc IV 10

3 Phân loại protein 10

3.1 Protein đơn giản 10

3.2 Protein phức tạp 11

4 Chức năng sinh học của protein 11

4.1 Xúc tác 11

4.2 Vận tải 11

4.3 Chuyển động 11

4.4 Bảo vệ 11

4.5 Truyền xung thần kinh 12

4.6 Điều hoà 12

4.7 Kiến tạo và chống đỡ cơ học 12

4.8 Dự trữ dinh dưỡng 12

II VÀI NÉT VỀ LECTIN 12

1 Sơ lược lịch sử nghiên cứu lectin 12

2 Tình hình nghiên cứu lectin trên thế giới và ở Việt nam 15

2.1 Tình hình nghiên cứu lectin trên thế giới 15

2.2 Tình hình nghiên cứu lectin ở Việt Nam 16

3 Tính phổ biến của lectin trong tự nhiên 17

3.1 Sự phân bố lectin trong thực vật 17

3.1.1 Phân loại và trình tự của lectin thực vật 17

3.1.2 Độc tỉnh của lectin thực vật 18

3.1.3 Phân lập lectin thực vật 18

3.2 Sự phân bố lectin trong động vật 19

3.3.Sự phân bố lectin trong ví sinh vật 20

3.4 Sự định khu cửa lectin trong tế bào và cơ thể sinh vật 20

PHẦN 2 : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

I ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 21

II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

1 Dụng cụ và hóa chất 21

2 Xử lý mẫu vật 21

3 Phương pháp xác định hoạt độ lectin 23

3.1 Hoạt độ chung (HĐC) 24

3.2 Hoạt độ riêng (HĐR) 24

3.3 Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp quang phổ 24

3.4 Nghiên cứu đặc trưng củaprotein bằng điện diSDS-PAGE 24

PHẦN 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 26

I SỰ TÍCH LUỸ PROTEIN VÀ LECTIN 26

1 SỰ TÍCH LŨY PROTEIN 26

1.1 Giai đoạn mọc 26

1.2 Giai đoạn lá đơn 27

1.3 Giai đoạn 1 lá kép 27

1.4 Giai đoạn 2 lá kép 28

1.5 Giai đoạn 3 lá kép 28

1.6 Giai đoạn (n-1) lá kép 29

1.8 Giai đoạn hoa rộ 30

1.9 Giai đoạn làm quả 30

1.10 Giai đoạn làm quả rộ 31

1.11 Giai đoạn làm hạt 31

1.12 Giai đoạn quả chắc 32

1.13 Giai đoạn chín sinh lý 32

1.14 Giai đoạn chín thu hoạch 33

2 SỰ TÍCH LŨY LECTIN 39

3 Nghiên cứu phổ điện di protein 41

PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42

1 KẾT LUẬN 42

2 KIẾN NGHỊ 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

I.TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 43

DANH MỤC BẢNG

1.1 Khối lượng và cấu trúc phân tử của một số protein 52.1 Các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của đậu ngự 20

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ

Số hiệu Nội dung Trang

3.1.7 Mối tương quan trong sự tích lũy protein ở tất cả các

Protein tham gia mọi hoạt động sống trong cơ thể sinh vật, từ việc tham giaxây dựng tế bào, mô, đến tham gia hoạt động xúc tác và nhiều chức năng khác Ngày nay, khi hiểu rõ vai trò to lớn của protein đối với cơ thể sống, người ta càngthấy rõ tính chất duy vật và ý nghĩa của định nghĩa thiên tài của Anghen F : “sống

là phương thức tồn tại của những thể protein” Với sự phát triển của khoa học, vaitrò và ý nghĩa của protein ngày càng được khẳng định, protein là cơ sở vật chất của

sự sống [17]

Với vai trò và tiềm năng ứng dụng to lớn, công nghệ protein trở thành mộthướng nghiên cứu quan trọng của công nghệ sinh học và đã đạt được những thànhtựu đáng chú ý ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống như nôngnghiệp, công nghiệp thực phẩm, đặc biệt trong lĩnh vực y dược học với việc tạo racác loại thuốc quý hiếm như insulin, các globulin miễn dịch, các kháng thể đơndòng, các yếu tố đông máu, thuốc chống HIV [17]

Trong các thành tựu đạt được không thể không nhắc tới protein lectin Lectin

là một trong những hợp chất được phát hiện cách đây hơn một thế kỷ và hiện nayvẫn đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu bởi hoạt tính và các chức năng đặc biệtcủa nó Bản chất của lectin là protein mà chủ yếu là glycoprotein, có khả năng gâyngưng kết các tế bào hồng cầu người và động vật, một số tế bào lạ và đặc hiệu vớimột số loại đường Tuy không có nguồn gốc miễn dịch nhưng các nhà khoa học đãchứng minh rằng chúng có vai trò trong miễn dịch của thực vật, có khả năng gâyngưng kết với các tế bào dị thường và ác tính, vi khuẩn, virus và kháng nguyên lạ Hơn nữa, lectin là hợp chất phân bố rộng trong tự nhiên (có ở cả thực vật, động vật

và vi sinh vật), đặc biệt là ở các cây họ Đậu Vì vậy, nguồn nguyên liệu để chiếtxuất lectin rất đa dạng và phong phú [31]

Việc điều tra, nghiên cứu để tạo các chế phẩm lectin có hoạt tính cao đangđược chú ý ở Việt Nam và nhiều nguồn lectin đang được nghiên cứu chủ yếu là ởđộng thực vật Đã có nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả như Đỗ NgọcLiên, Cao Đăng Nguyên, Nguyễn Quốc Khang và các cộng sự khác được công bốtrên các đối tượng khác nhau, làm cơ sở cho các ứng dụng thực tiễn của lectin trongmiễn dịch cũng như trong y học [2, 3, 6, 7, 19,20]

Lectin phân bố rộng, đặc biệt có nhiều trong các cây họ Đậu, chính vì vậy

mà các cây họ Đậu là đối tượng được tập trung vào nghiên cứu nhiều nhất Đậu ngựcũng là một đối tượng được quan tâm Trong quá trình phát triển, ở các giai đoạnkhác nhau cũng như ở các điều kiện ngoại cảnh khác nhau, cây đậu sẽ có sự tích luỹprotein cũng như lectin khác nhau Hiện nay, chưa có công trình nào công bố mộtcách đầy đủ về sự tích luỹ của protein và lectin ừong các giai đoạn phát triển củacây Vì vậy, để hiểu rõ hơn về protein và lectin của cây đậu ngự, chúng tôi đã tiến

hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sự tích luỹ protein và lectin trong các giai

đoạn sinh trưởng và phát triển của cây đậu ngự (Phaseolus lunatus L.) trồng

trên bãi bồi ven sông Thừa Thiên Huế”

PHẦN 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I SƠ LƯỢC VỀ PROTEIN

1 Những đặc trưng chung của protein

Protein được phát hiện làn đầu tiên ở thế kỷ XVIII (1745 bởi Beccari); mớiđầu được gọi là albumin (lòng trắng trứng) Mãi đến năm 1838, Mulder làn đầu tiênđưa ra thuật ngữ protein (xuất phát từ chữ Hy lạp proteos nghĩa là “đầu tiên”, “quantrọng nhất” Biết được tầm quan trọng và nhu cầu xã hội về protein, đến nay nhiềucồng trình nghiên cứu và sản xuất hợp chất này đã được công bố, đã đem lại nhiều ýnghĩa hết sức to lớn phục vụ cho nhân loại Vì vậy, nhiều nhà khoa học trên thế giới

đã vinh dự nhận được giải thưởng Nobel về các lĩnh vực nghiên cứu liên quan đếnprotein [17]

Protein là hợp chất hữu cơ có ý nghĩa quan trọng bậc nhất trong cơ thể sống,

về mặt số lượng, nó chiếm không dưới 50% trọng lượng khô của tế bào, về thànhphần cấu trúc, protein được tạo thành chù yếu từ các amino acid qua liên kết peptideCho đến nay, người ta đã thu được nhiều loại protein ở dạng sạch cao có thể kết tinhđược và đã xác định được thành phần các nguyên tố hoá học, thông thường trongcấu trúc của chúng gồm bốn nguyên tố chính là C, H, O, N với tỷ lệ C: 50%, H: 7%,O: 23% và N: 16% Đặc biệt tỷ lệ N trong protein khá ổn định Nhờ tính chất này đểđịnh lượng protein theo phương pháp Kjeldahl, người ta tính lượng N rồi nhân với

hệ số 6,25 Ngoài ra trong protein còn gặp một số nguyên tố khác như S: 0-3% và p,

Fe, Zn, Cu.[17]

Khối lượng phân tử, ký hiệu là Mr (được tính bằng Dalton) của các loạiprotein thay đổi trong những giới hạn rất rộng, thông thường từ hàng trăm cho đếnhàng triệu Ví dụ: insulin có khối lượng phân tử bằng 5.733 Dalton, glutamat-dehydrogengenase trong gan bò có khối lượng phân tử bằng 1.000.000 Dalton(Bảng l.l)

Bảng 1.1 Khối lượng và cấu trúc phân tử của một số protein.

Protein

Khối lượng(Dalton)

Số gốcamino acid

Số chuỗipolipeptide

Chymotripsin (tụy bò) 22.6 241 3

2 Cấu trúc protein

2.1 Thành phần hoá học của protein

Tất cả các protein đều chứa các nguyên tố C, O, N, H, một số còn chứalượng nhỏ S Tỷ lệ phần trăm khối lượng các nguyên tố này trong phân tử proteinnhư sau: C từ 50 đến 55%; o từ 21 đến 24%; N từ 15 đến 18%; H từ 6,5 đến 7,3%;

S từ 0 đến 0,24% [1]

Ngoài các nguyên tố trên, một số protein còn chứa một lượng rất ít cácnguyên tố khác như P, Fe, Zn, Cu, Mn, Ca

2.2 Đơn vị cấu tạo cơ sở của protein –Amino acid

Protein là polymer của các amino acid nối với nhau bằng các liên kết cộnghóa trị là liên kết peptide Protein có thể bị thủy phân tạo thành các amino acid tự dobằng nhiều phương pháp khác nhau Người ta đã xác định protein được cấu trúc từ

20 loại amino acid khác nhau [17]

Amino acid là chất hữu cơ mà phân tử chứa ít nhất một nhóm carboxyl(COOH) và ít nhất một nhóm amin (NH2), trừ prolin chi có nhóm NH (thực chất làmột acid imin) Trong phân tử amino acid đều cổ các nhóm COOH và NH2 gắn vớicarbon ở vị trí α Hầu hết các amino acid thu nhận được khi thủy phân protein đều ởdạng L- α amino acid Như vậy, các protein chỉ khác nhau ở mạch nhánh, hay còngọi là chuỗi bên (thường được ký hiệu: R) [17]

2.3 Các bậc cấu trúc của phân tử protein

2.3.1 Cấu trúc bậc nhất (cấu trúc sơ cấp)

Cấu trúc bậc I là trình tự sắp xếp các gốc amino acid trong mạch polypeptidecấu trúc này được giữ vũng nhờ liên kết peptide (liên kết cộng hóa trị [1,17]

Liên kết peptiđe (-CO-NH-) được tạo thành do phản ứng kết hợp giữa nhómα-carboxyl của một amino acid này với nhóm α-amin của một amino acid khác, loại

đi một phân tử nước [1] Những protein đồng thể của những loài khác nhau có một

số gốc amino acid tương đối không đổi ở những vị trí đặc biệt và có những gốcamino acid thay đổi, nghĩa là ở những loài khác nhau, các amino acid khác nhau cóthể thay thế cho nhau Ví dụ: insulin của nhiều loài khác nhau có những amino acidkhác nhau ở vị trí 8, 9, 10 Cấu trúc bậc I là bản dịch của mã di truyền, việc xácđịnh cấu trúc bậc I là cơ sở để tổng hợp nhân tạo protein bằng phương pháp hóa họchoặc bằng các biện pháp công nghệ sinh học [17]

2.3.2 Cẩu trúc bậc II (cấu trúc thứ cấp)

Cấu trúc bậc II là tượng tác không gian giữa các gốc amino acid ở gần nhautrong mạch polypeptide Nói cách khác, là dạng không gian cục bộ của từng phầntrong mạch polypeptide Cấu trúc này được làm bền nhờ các liên kết hydro được tạothành giữa các liên kết peptide ở gần kề nhau, cách nhau những khoảng xác định[1,17 ]

Theo Paulin và Cori (1951) cấu trúc bậc II của protein bao gồm hai kiểuchính là xoắn α và phiến gấp β Ngoài ra còn có kiểu xoắn collagen được tìm thấytrong phân tử collagen [17]

2.3.3 Cấu trúc bậc III

Cấu trúc bậc III là tương tác không gian giữa các gốc amino acid ở xa nhautrong mạch polypeptide, là dạng cuộn lại trong không gian của toàn mạchpolypeptide (hình dạng chung của chuỗi polypeptide) Trong nhiều protein hình cầu

có chứa các gốc Cys, sự tạo thành các liên kết disulfur giữa các gốc Cys ở xa nhautrong mạch polypeptide, làm cho mạch bị cuộn lại đáng kể Các liên kết khác nhưtương tác Van der Waals, liên kết tĩnh điện, liên kết hydro giữa các mạch bên củacác gốc amino acid đều tham gia làm bền cấu trúc bậc III Vì vậy khi phá vỡ cácliên kết này phân tử bị duỗi ra đồng thời làm thay đổi một số tính chất của nó, đặcbiệt là tính tan và hoạt tính xúc tác của nó Kết quả nghiên cứu nhiều protein chothấy chính trình tự sắp xếp các gốc amino acid trong chuỗi polypeptide chứa nhữngthông tin cần thiết để hình thành cấu trúc bậc III [1]

2.3.4 Cấu trúc bậc IV

Đối với các phân tử protein bao gồm hai hay nhiều chuỗi polypeptide hìnhcầu, tương tác không gian (sự xắp xếp) giữa các chuỗi này trong phân tử gọi là cấutrúc bậc IV Mỗi chuỗi polypeptide này gọi là “phần dưới đơn vị” (subunit)

Chúng gắn với nhau nhờ các liên kết hydro, tương tác Van der Waals giữa cácnhóm phân bố trên bề mặt của các phần dưới đơn vị [ 1 ]

Phân tử protein có cấu trúc bậc IV có thể phân ly thuận nghịch thành cácphần dưới đơn vị Khi phân ly, hoạt tính sinh học của nó bị thay đổi hoặc có thể mấthoàn toàn [1]

3 Phân loại protein

Protein gồm hàng trăm, hàng ngàn amino acid nối với nhau bằng liên kếtpeptide tạo nên một hay nhiều chuỗi polypeptide có cấu trúc rất phức tạp Căn cứ sự

có mặt hay vắng mặt của một số thành phần có bản chất không phải protein màngười ta chia protein thành hai nhóm lớn [17]:

3.1 Protein đơn giản

Protein đơn giản là những phân tử mà thành phần cấu tạo của nó gồm hoàntoàn amino acid Ví dụ, một số enzyme của tụy bò như ribonuclease gồm hoàn toànamino acid nối với nhau thành một chuỗi polypeptide duy nhất (có 124 gốc aminoacid, khối lượng phân tử 12.640 Dalton), chymotripsin gồm toàn amino acid nối vớinhau thành chuỗi polypeptide (có 241 gốc amino acid, khối lượng phân tử 2.600Dalton) Dựa theo khả năng hoà tan trong nước hoặc trong dung dịch đệm muối,kiềm hoặc dung môi hữu cơ người ta có thể chia các protein đơn giản ra một sốnhóm nhỏ như:

- Albumin: tan trong nước, bị kết tủa ở nồng độ muối (NH4)2SO4 khá cao 100%)

(70 Globulin: không tan hoặc tan ít trong nước, tan trong dung dịch muối loãngcủa một số muối trungtính như NaCl, KCl, Na2 SO4 , và bị kết tủa ở nồng độ muối(NH4)2SO4 bán bão hoà

- Prolamin: không tan trong nước hoặc dung dịch muối loãng, tan trongethanol, isopanol 70-80%

- Glutein: chỉ tan trong dung dịch kiềm hoặc acid loãng

- Histon: là protein có tính kiềm dễ tan trong nước, không tan trong dung dịchamoniac loãng

3.2 Protein phức tạp

Protein phức tạp là những protein mà thành phần phân tử của nó ngoài các amino acid như protein đơn giản còn có thêm thành phần khác có bản chất khôngphải là protein còn gọi là nhóm thêm (nhóm ngoại) Tuỳ thuộc vào bản chất củanhóm ngoại, người ta chia các protein phức tạp ra các nhóm nhỏ và thương gọi têncác protein đó theo bản chất nhóm ngoại:

α Lipoprotein: nhóm ngoại là lipid

- Nucleoprotein: nhóm ngoại là acid nucleic

- Glycoprotein: nhóm ngoại là carbohydrate và dẫn xuất của nó

- Phosphoprotein: nhóm ngoại là acid phosphoric

- Cromoprotein: nhóm ngoại là hợp chất có màu Tuỳ theo tính chất của từngnhóm ngoại mà có những màu sắc khác nhau như đỏ (ở hemoglobin), vàng (ởflavoprotein) [17]

4 Chức năng sinh học của protein

Trong cơ thể, protein đảm nhận nhiều chức năng khác nhau như:

4.1 Xúc tác

Các protein có chức năng xúc tác cho phản ứng gọi là enzyme Hầu hết cảcphản ứng trong cơ thể sống đều do enzyme xúc tác, từ các phản ứng đơn giản nhưhydrate hoá CO2 cho đến các phản ứng phức tạp như sao chép di truyền [1]

4.2 Vận tải

Một số protein cỏ vai trò như những xe tài vận chuyển chất trong cơ thể, ví

dụ như hemoglobin, mioglobin (ở động vật có xương sống), hemoxianin (ở độngvật không xương sống) kết hợp với O2 và vận chuyển chúng đi khắp cơ thể [1]

4.3 Chuyển động

Nhiều protein tham gia trực tiếp trong quá trình chuyển động như: cò cơ,chuyển vị trí của nhiễm sắc thể trong phân bào, di động tinh trùng [1]

4.4 Bảo vệ

Các kháng thể trong máu động vật có xương sống là những protein đặc biệt

cỏ khả năng nhận biết và bắt những chất lạ xâm nhập cơ thể như protein lạ, virus, vikhuẩn [1]

- Các inteferon là các protein do tế bào động vật có xương sống tổng hợp vàtiết ra để chống lại sự nhiễm virus

- Các protein tham gia vào quá trình đông máu có vai trò bảo vệ cơ thể sốngkhỏi bị mất máu.

- Ở một số thực vật có chứa các protein có tác đụng độc với động vật ngay cả

ở liều lượng thấp Chúng có tác dụng bảo vệ thực vật khỏi sự phá hoại của động vật

4.5 Truyền xung thần kinh

Một số protein có vai trò làm trung gian cho phản ứng trả lời của tế bào thầnkinh đối với các kích thích đặc hiệu, ví dụ như vai trò của sắc tố thị giác rodopxin ởmàng lưới mắt [1]

4.7 Kiến tạo và chống đỡ cơ học

Các protein này thường có dạng sợi như sclerotin có trong lớp vỏ ngoài củasâu bọ; fibroin của tơ tằm, tơ nhện; colagen, elastin của mô liên kết, mô xương [1]

4.8 Dự trữ dinh dưỡng

Protein còn là chất dinh dưỡng quan trọng cung cấp các amino acid cho phôiphát triển Ví dụ, ovalbumin của lòng trắng trứng, gliadin của hạt lúa mì, zein củangô các protein dự trữ khác như casein của sữa feritine của lá lách [l]

II VÀI NÉT VỀ LECTIN

1 Sơ lược lịch sử nghiên cứu lectin

Thuật ngữ hemagglutinin hay còn gọi là phytoagglutinin (agglutinin thựcvật) xuất hiện cuối thế kỷ 19 đã được dùng để chi những protein có khả năng gâyngưng kết hồng cầu người và động vật, chủ yếu được tìm thấy ở các mẫu chiết từthực vật [31]

Năm 1888, trong luận án tiến sĩ của mình ở đại học Dorpat, Peter HermanStillmark đã tách chiết được một hemagglutinin từ hạt của cây thầu dầu Ricinuscommunis mà ông gọi là ricin Đây được coi là phát hiện đầu tiên về lectin và đặtnền móng cho các nghiên cứu về lectin sau này [31] Ricin là một hemagglutinin có

độc tính cao đối với các tế bào eukaryote và được xếp vào họ protein bất hoạtribosom-RIP nhóm 2 (Xia et al.,2003; Hoiseth et al.,2005) Sau đó, Stillmark tiếptục tìm thấy một hợp chất có tính chất tương tự ricin được chiết từ hạt đay Crotontiglium và được gọi là crotin [31].

Vào năm 1891, H Hellin tìm thấy một hemagglutinin độc ở cây đậu Abrusprecatorius, gọi là abrin Sự phát hiện ra ricin, crotin, abrin đã thu hút sự chú ý củanhiều nhà khoa học Đáng chú ý là nghiên cứu của Paul Erlich ở Royal Institute ofExperieinental Therapy (Frankfìưt), ông đã sử dụng chúng làm kháng nguyên môhình cho các nghiên cứu miễn dịch, từ đó ông xây dựng một số nguyên lý cơ bản vềmiễn dịch học vào những năm 1890 [31]

Cùng với các hemagglutinin thực vật, các hemagglutinin động vật cũng dầnđược khám phá Những công trình nghiên cứu lectin động vật đầu tiên chủ yếutrong ngành động vật không xương sống Năm 1898, Edfstand cho rằng các tế bào

mô của một số loài động vật không xương sống có chứa các chất có hoạt tính tương

tự như ricin, gây ngưng kết hồng cầu cúa một số loài động vật như lợn, bò [28].Nouguchi phát hiện chất gây ngưng kết ở sam (Limulus polyphenus) (1903) và tômhùm (Homarus amricanus) (1907) [30]

Các nhà khoa học đã kết luận rằng ricin có bản chất là protein từ các công bốcủa Lansteiner và Raubischeck vào năm 1903 về các tính chất làm ngumg kết hồngcầu người và động vật như tan được trong nước, bị kết tủa bởi acetol, alcol bằng cácphản ứng biure, phản ứng xantoprotein và các amino acid vòng [33]

Năm 1926, James B Summer (Ithaca, New York) là người đầu tiên tinh sạchmột loại protein từ đậu rựa (Canavalia ensiformis) có tên gọi là concanavalin A(ConA) [31]

Những năm 1940, với các công trình nghiên cứu độc lập của hai nhà khoahọc William C Boyd tại trường đại học Boston và Karl O.Rankonen tại trường đạihọc Helsinki (Phần Lan) đã khám phá, chứng minh tính đặc hiệu nhóm máu ngườicủa hemaglutinin Họ phát hiện dịch chiết thô của đậu ngự (Phaseolus limensis) vàđậu tằm (Vicia craccci) ngưng kểt đặc hiệu hồng cầu nhóm máu A, trong khi đódịch chiết thô của đậu Lotus tetragonolobus làm ngưng kết đặc hiệu hồng cầu nhómmáu O [31]

Trong những năm 1950, Walter JT Morgan và Winifred M Watkins ở ViệnLister (London) đã phát hiện ra rằng sự ngưng kết hồng cầu nhóm máu A do đậungự (.Phaseolus limensis) bị ức chế mạnh nhất bởi -N-acetyl-D-galactosamin và sự-N-acetyl-D-galactosamin và sựngưng kết hồng cầu nhóm máu O do đậu Lotus tetragonolobus bị ức chế mạnh nhấtbởi α-L-fucose Họ kết luận ràng α-N-acetyl-D-galactosamin và α-L-fucose lànhững yếu tố quyết định tính đặc hiệu nhóm máu A, O tương ứng [31] Đây là mộttrong những bằng chứng đầu tiên về tính đặc hiệu đường của các hemagglutinin

Dựa vào khả năng ngưng kết đặc hiệu hồng cầu các nhóm máu khác nhaucủa các agglutinin thực vật, Boyd và Shapleigh (1954) gọi chúng là lectin, theotiếng Latin là legere, nghĩa là chọn ra [31] Mặc dù sau này, các nhà khoa học chorằng số lượng các lectin có khả năng ngưng kết các tế bào hồng cầu đặc hiệu nhómmáu là rất ít, chiếm khoảng 25% tổng số các lectin đã tìm thấy [33].

Vào năm 1960, Peter C Nowell tại đại học Pennsylvania ở Philadenphia,người đầu tiên phát hiện ra lectin đậu đỏ (Pheolus vulgaris) cỏ khả năng kích thích

tế bào lympho nguyên phân Từ đó, lectin kích thích phân bào được sử dụng làmcông cụ nghiên cứu quá trình truyền tín hiệu vào tế bào và phân tích các phản ứnghóa sinh xảy ra trong quá trình kích thích bạch cầu trong điều kiện invitro Vào cácnăm 1963 và 1965, Joseph C Aub đã phát hiện agglutinin mầm lúa mì (WGA) cókhả năng ngưng kết mạnh các tế bào ác tính tại bệnh viện Masachusetts ở Boston.Phát hiện này đã cung cấp những bằng chứng đầu tiên cho thấy sự thay đồi của cácphân tử đường trên bề mặt tế bào liên quan đến sự phát triển của bệnh ung thư và nódẫn đến giả thuyết là tất cả các tế bào ung thư đều có chung tính chất bị gắn kết đặchiệu với lectin Tuy nhiên, hiện nay giả thuyết này đã bị bác bỏ [31]

Cho đến đầu những năm 1970, sự hiện diện của hemaglutin đã được tìm thấytrong nhiều sinh vật, chủ yếu là ở thực vật nhưng rất ít trong số chúng được tinhsạch và chủ yếu bằng các kỹ thuật cổ điển Một số lectin được tinh sạch vào thờiđiểm này gồm Con A, lectin đậu tương, đậu xanh, mầm lúa mi, nấm Agarỉcuscampestris (Sharon và Lis, 1972) Cùng thời điểm này lectin động vật cũng đã đượcphát hiện như lectin của lươn (Springer và Desai , 1971), ốc (Hammarstrốm vàKabat, 1969), và cua móng ngựa (Marchalonis và Edelman, 1968) [31] Cũng trongthời gian này, cấu trúc phân tử của lectin đã bắt đầu được nghiên cứu Lectin đầutiên được giải trình tự là Con A (Edlman và cộng sự, 1972) Cũng trong năm 1972,Edman và cộng sự nghiên cứu độc lập với Karl Hardman và Clinton F.Ainsworthcùng tìm ra được cấu trúc 3D của Con A bằng phương pháp chụp ảnh tia X [31]

Bắt đầu từ cuối những năm 1980, một lượng thông tin đáng kể về lectin đãđược nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp chụp ảnh tinh thể tia X và các độtbiến điểm Năm 1988, Kurt Drikamer ở đại học Columbia (New York) dựa trên sựphân tích chuỗi amino acid của lectin động vật đã xác định được vùng nhận diệncarbohydrate của lectin và đặt tên là CDR [31]

Kể từ lúc phát hiện đến nay, số lượng của các lectin đã biết về tính chất vàcấu trúc còn rất khiêm tốn Vì vậy, lectin vẫn là lĩnh vực được nhiều nhà khoa họcquan tâm đến, và hứa hẹn sẽ có nhiều đóng góp vào đời sống

2 Tình hình nghiên cứu lectin trên thế giới và ở Việt nam

2.1 Tình hình nghiên cứu lectin trên thế giới

Kể từ khi phát hiện cho đến đầu thế kỷ XX, các nghiên cứu lectin chỉ mangtính điều tra cơ bản và tiến hành một cách rời rạc ở các đối tượng khác nhau, hầuhết chỉ ở thực vật Mãi đến đầu những năm 1960 với hai khám phá lớn của Peter C.Nowell (1960) về khả năng kích thích phân bào của lectin đậu đỏ (Phaseolusvulgaris) và Joseph C Aub phát hiện lectin mầm lúa mì (WGA) có khả năng ngưngkết mạnh các tế bào ác tính (Aub và cộng sự, 1963,1965), lectin mới bắt đầu thu hút

sự chú ý của các nhà khoa học như Sumner và Howell (1936), William C Boýd vàKarl O Renkonen (1940), Walterr J T.Morgan và Winifred M Watkins [31]

Cho đến đầu những năm 1970, việc nghiên cứu lectin vẫn chỉ tập trung chủyếu ở thực vật, một số ở động vật và vi sinh vật được phát hiện và cổ rất ít lectinđược tinh sạch gồm có: Con A, lectin hạt đậu tương, hạt đậu xanh, mầm lúa mì,nấm Agaricus campestris, lươn (springer và desai 1971), lectin ốc (Hammarstrổm

và Kabat, 1969), và cua móng ngựa (Marchalonis và Edelman, 1968) [31] Số lượngletin được tinh sạch tăng lên đáng kể từ khi Agrawal và Golstein sử dụng sắc ký áilực để tinh sạch Concavalin A vào năm 1965 Cho đến nay, sắc ký ái lực vẫn làphương pháp hiệu quả được sử dụng trong các phòng thí nghiệm để tách chiết vàtinh sạch lectin [37]

Lectin động vật cũng được ghi nhận khá sớm, nhưng cho đến giữa nhữngnăm 1970 chỉ có lectin của lươn, ốc, cua móng ngựa được phân lập và mô tả Năm

1974, Gilbert Ashwell và Anatol G Morell là những người đầu tiên phân lập đượclectin động vật có vú Kể từ đầu những năm 1980, nhờ vào sự ra đời của kỹ thuật tái

tổ hợp một số lượng lớn các lectin động vật đã được tinh sạch và nghiên cứu [31]

Việc xác định trình tự amino acid và cấu trúc không gian của các lectin đượcthực hiện từ những năm 1970, nhưng với tốc độ khá chậm Nhưng kể từ những năm

1980 với các kỹ thuật hiện đại như kỹ thuật tái tổ hợp, chụp ảnh tinh thể tia X, sửdụng đột biến điểm thì đến nay đã có hơn 200 lectin được giải trình tự và mô tả cấutrúc bậc 3 [31]

Hiện nay, với sự trợ giúp của khoa học kỹ thuật, các nhà khoa học đang tậptrung nghiên cứu các tính chất của lectin để ứng dụng vào đời sống Theo các nhàkhoa học Pháp, lectin từ hạt mít mật (Artọcarpus heterophyỉlus) có khả năng tươngtác đặc hiệu với virus HIV ở pha đầu tiên của sự nhiễm bệnh suy giảm miễn dịchAIDS, do đó quá trình nhiễm virus HIV có thể bị kìm hãm và hạn chế khả năng mắcbệnh (Favero et al, 1993; Corbeau et al, 1994) Lectin ở lá hành được các nhà khoahọc Ẩn Độ chứng minh là có khả năng chống được rầy aphid, côn trùng gây hại ởthực vật [29] Theo Hao C Z Và cộng sự, lectin từ nấm Agrocybe aegerita cỏ khảnăng ức chế sự phát triển các tế bào khối u ở người [32] Áp dụng kỹ thuật chuyển

gen, các nhà khoa học đã tiến hành chuyển gen lectin vào một số cây làm thựcphẩm giúp phòng ngừa sâu bệnh như ở khoai tây (Nick Birch, 2002) Một số nhàkhoa học sử dụng lectin trong chẩn đoán ung thư gọi là phương pháp “lectinmicroarray” [39].

2.2 Tình hình nghiên cứu lectin ở Việt Nam

Việc nghiên cứu lectin ở Việt Nam đã được triển khai có quy mô bắt đầu từ

sự hợp tác quốc tế về khoa học giữa các trường Đại học Tổng hợp Paris 7 (Cộnghoà Pháp) với trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội (ĐHQG HN) Quá trìnhnghiên cứu lectin của các nhà khoa học Việt Nam bước đầu đã có những kết quả rấtkhả quan, nghiên cứu theo ba hướng chính:

Hướng thứ nhất là điều tra sự phân bố lectin trong các loài thực vật và độngvật ở Việt Nam

Ở thực vật, các nhà khoa học đã cho thấy sự phong phú của các loài cỏ chứalectin, đặc biệt là các cây họ Đậu (Fabaceae) Theo tác giả Nguyễn Thị Thịnh vàcộng sự có đến 90% loài cây họ Đậu có chứa lectin, trong đó hai loài đậu lục lạc látròn (Crotalaris striata DC.) và đậu dải đỏ (Vigna unguỉculata) đặc hiệu với nhómmáu A của người, nhưng lại chưa phát hiện được giống đậu đặc hiệu với nhóm máu

B của người [25]

Ở động vật, Nguyễn Diệu Thuý và Cao Phương Dung đã công bố có khoảng31% loài nhuyễn thể Việt Nam cũng có hoạt tính lectin [26] Riêng vùng biển ThừaThiên Huế, tác giả Cao Đăng Nguyên và Nguyễn Quốc Khang, 1998 đã công bố75% loài nhuyễn thể chứa lectin, tuy nhiên các tác giả cũng chưa phát hiện đượcmột loài lectin nào đặc hiệu nhóm máu một cách tuyệt đối [19]

Với các kết quả này có thể khẳng định rằng lectin khá phổ biến trong các loàiđộng thực vật ở nước ta

Hướng nghiên cứu thứ hai là tách chiết, tinh sạch và nghiên cứu cấu trúcphân tử và đặc tính của các lectin từ các loài thực vật và động vật ở Việt Nam

Với hướng nghiên cứu này nổi bật có các công trình nghiên cứu của tác giả

Đỗ Ngọc Liên vào những năm đầu của thập niên 90 về lectin ở hạt chay, nụ hoahòe, các ỉoàỉ mít, các ỉoài đậu và lectỉn trong máu sam biển [7,8,10,12,13,14]

Tiếp theo, Nguyễn Quốc khang đã tinh sạch và nghiên cứu tính chất củalectin sam biển, hạt mướp đắng, nhị hoa sen và hoa cây thiên lý [2,3,4], sau đó cùngvới Cao Đăng Nguyên và cộng sự đã nghiên cứu tách chiết lectin động vật như loàitrìa mỡ (Meretrix Meretrix Linne), cá nheo (Parasilurus asotus), cá chình hoa và cáchình Nhật (Anguilia bengalesnis, Anguila mamorata) [5,19,22]

Năm 2008, tác giả Cao Đãng nguyên, Đặng Thị Thảo và Nguyễn Bá Hai đãtách chiết và nghiên cứu tính chất của lectin trong một vài loài ở lớp chân bụngsống ở nước ngọt tại Thừa Thiên Huế [23].

Hướng thứ ba là nghiên cứu ứng dụng của các loại lectin Hướng nghiên cứunày đang được các nhà khoa học Việt Nam chú ý hơn trong những năm gần đây,chủ yếu tập trung vào các lectin ứng dụng trong y học, hỗ trợ điều trị các căn bệnhkhác nhau và cũng đã có một số kết quả đáng quan tâm Chẳng hạn như, năm 1989,Nguyễn Quốc Khang sử dụng lectin trong chẩn đoán thai sớm, 7 năm sau được ứngdụng rộng rãi [6] Đỗ Ngọc Liên và Nguyễn Lệ Phi (1992) sử dụng lectin mít tố nữ(Artocarpus champeden) để tinh chế IgAi trong huyết thanh của người bằng sắc ký

ái lực [13] Năm 1994, Đỗ Ngọc liên sử dụng lectin hạt chay để chẩn đoán miễndịch ký sinh trùng Schistosoma mamsoni [11] Năm 1999, Cao Đăng Nguyên vàBùi Thái Hằng khi nghiên cứu lectin trìa mỡ (Meretrix meretrỉx lnné) thấy rằnglectin này phản ứng với nhiều protein có nguồn gốc khác nhau, đặc biệt vói cácprotein có ý nghĩa trong y học như: α- foetoprotein, a-inteferon và IgG [18] Năm

2003, các tác giả Đỗ ngọc Liên và Trần Thị Phương Liên đã nghiên cứu đáp ứngmiễn dịch kháng thể IgA1 và IgG trong huyết thanh bệnh nhân ưng thư gan vàleukaemia cấp bằng phương pháp ELISA-LECTIN [9, 15] Năm 2006, tác giảNguyễn Hạnh Phúc cho thấy vai trò của lectin sam (Tachypteus tridentatus) sử dụngtrong chẩn đoán huyết thanh học [24] Năm 2008, tác giả Trần Thị Phương Liên đã

sử dụng lectin để xác định kháng thể và kháng nguyên của một số bệnh ung thưthường gặp [16]

3 Tính phổ biến của lectin trong tự nhiên.

Tính phổ biến của lectin trong tự nhiên rất phong phú, cụ thể là chúng đượctìm thấy ở hầu hết giới sinh vật, từ virus, vi khuẩn, tảo, nấm cho đến thực vật bậccao, động vật có xương sống và ở cả con người [31]

3.1 Sự phân bố lectin trong thực vật.

3.1.1 Phân loại và trình tự của lectin thực vật.

Họ lectin đặc trưng nhất của thực vật là Legumiosae Họ này bao gồm cáclectin như ConA, agglutinin đậu tương, lectin đậu lăng Hai họ nhỏ khác của lectinthực vật đã được mô tả là Gramineae (lectin ngũ cốc, chẳng hạn như lectin mầm lúamì) và Solanaceae (lectin của khoai tây và cà chua) Vì sự đa dạng rất lớn của cáclectin đặc hiệu carbohydrate thực vật, một số nhà nghiên cứu phân loại chúng theoloại carbohydrate mà chúng nhận ra, ví dụ lectin liên kết galactose hoặc lectin liênkết GlcNAc Các lectin họ Đậu và lectin ngũ cốc khác nhau cơ bản về cấu trúc bậc

1, bậc 2, bậc 3 và trong những sửa đồi hậu dịch mã và các yêu càu đối với kim loạicho hoạt tính liên kết với carbohydrate [36]

Các lectin họ Đậu nhất là metalloproteins liên kết chặt chẽ với Ca2+ và Mn2+,

đó là cần thiết cho hoạt động liên kết carbohydrate Các kim loại có thể được liênkết với EDTA để bất hoạt thuận nghịch với các protein Các lectin họ Đậu có nhữngtrình tự giống nhau: Các đầu amin của những lectin này cỏ hai phenylalanine dưđược bảo tồn Đâu carboxy có chứa một chuỗi dư lượng valine và glycine bất biến

Vị trí liên kết Ca2+ và Mn2+ chứa valine và acid aspartic bất biến Lectin họ Đậuđược tổng hợp từ các chuỗi polypeptide có khối lượng phân tử khoảng 30 kD trongnhững cơ quan bài tiết của tế bào thực vật và thường được oligomer hoá tạo thànhhomodimer và homotetramer [36]

Một số lectin thực vật, đúng hơn được phân loại là chất độc, là một trongnhững protein độc nhất và có thể dễ dàng dẫn đến gây chết không chỉ đối với các tếbào trong nuôi cấy, mà còn với động vật, ví dụ như ricin và abrin [36]

3.1.3 Phân lập lectin thực vật.

Nhiều hạt cỏ chứa một lượng đáng kể của lectiri; ví dụ, agglutinin đậu tươngchiếm 10-15% tổng hàm lượng protein của hạt giống Tuy nhiên, không phải tất cảcác hạt cỏ chứa lectin, ví dụ, lectin cà chua không cỏ trong hạt cà chua Đa số cáclectin thực vật tương đối dễ hòa tan và có thể dễ dàng tách chiết [36]

Tuy nhiên, đối với những lectin thực vật từ thân cây và vỏ cây, các bước thunhận phức tạp hơn Sau khi hòa tan, lectin cỏ thể được tinh chế để đồng nhất trênchất nền carbohydrate cố định và tách rửa bằng đệm thích hợp Sự có mặt của lectinthường được xác định bằng phương pháp thử ngưng kết hồng cầu Tuy nhiên, một

số lectin, chẳng hạn như chất ricin khó xác định bằng phương pháp này, vì nó chỉ cỏmột tiểu đơn vị carbohyđrate liên kết duy nhất Trong những trường hợp này, để xácđịnh sự có mặt của lectin, cần thiết phải sử dụng các xét nghiệm sinh học khác,chẳng hạn như các phép đo độc tính của lectin [36]

Lectin đặc biệt phổ biến ở các loài cây họ Đậu, phân bố nhiều trong các lámầm của hạt giống và trong một số rễ Nhiều cây họ Đậu có mối quan hệ cộng sinhvới vi khuẩn cố định đạm (Rhizobium), có khả năng cung cấp lượng đạm dồi dào,chất dinh dưỡng hạn chế đối với nhiều loài thực vật Một số hợp chất nitơ được các

cây họ Đậu sử dụng để tạo ra lectin và protein khác Lectin cỏ thể chiếm 3% trọnglượng của một hạt giống trưởng thành Tuy nhiên sau khi nảy mầm, hàm lượnglectin giảm mạnh trong cây và sớm biến mất hoàn toàn ở khắp mọi nơi ngoại trừtrong rễ [36].

Các chức năng của lectin trong mô thực vật hiện đang được nghiên cứu bằngthực nghiệm Đầu tiên, lectin có tác dụng như một chất chống các loại sâu hại thựcvật Ví dụ, lectin từ hạt của cây họ Đậu Phaseolus vulgaris có thể gây độc hại vàthậm chí gây tử vong cho con người (rất hiếm khi) và các động vật khác Các lectinliên kết với thành ruột của sâu hại, làm sâu hại suy yếu và làm cho vi khuẩn truyềnnhiễm vào cơ thể sâu hại qua đường ruột Một giả thuyết thứ hai cho thấy hàmlượng cao của lectin trong lá mầm hạt giống kích thích tăng trưởng trong các phôi

Sự hiện diện của một số lectin đã dẫn đến sự tăng trưởng nhanh chóng trong một sốđộng vật cũng như tế bào thực vật in vitro Lectin hỗ trợ trong việc nhận ra chủng vikhuẩn cố định đạm cộng sinh thích hợp [36]

Trong một bài báo cáo của C Bruno và cộng sự năm 1985, các nhà khoa học

đã công bố kết quả của một thí nghiệm tìm hiểu về lectin ở cây lúa mạch Bài báocáo công bố lectin hiện diện trong cây, được tổng hợp bằng rễ cây lúa mạch sau 15tuần trồng [38]

Tiếp đến, các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu lectin trong các cây lúa mạchtrồng ở điều kiện tự nhiên Tiến hành lấy mẫu nhiều lần, mỗi lần cách nhau mộtkhoảng thời gian nhất định, lấy đỉnh rễ và lá của cây để làm thí nghiệm Kết quả, tất

cả các mẫu đều cổ sự có mặt của lectin Và lượng lectin có trong rễ dường như ítbiến đổi Lá cũng có sự hiện diện của lectin, nhưng chỉ trong khoảng thời gian nhấtđịnh, ngoài khoảng thời gian đó thì mẫu lá không có sự phản ứng ngưng kết hồngcầu Ngoài ra, ở tai lá phát triển của lúa mạch cũng có lectin [37]

3.2 Sự phân bố lectin trong động vật.

Lectin sam biển châu Mỹ (Lymulus polyphenus) và tôm hùm (Homarus americanus) là những lectin động vật đầu tiên được phát hiện [27] Ở các loài động

vật không xương sống như một số ngành giáp xác và nhuyễn thể cũng có chứalectin Năm 1998 các tác giả Nguyễn Quốc Khang và Cao Đăng Nguyên công bốtrong 29 loài nhuyễn thể điều tra ở vùng biển Thừa Thiên Huế thì có 21 loài chứalectin [19] Ở vùng biển Hải Hậu- Nam Định trong 24 loài nhuyễn thể, chân đốt và

cá thì có 8 loài có chứa lectin [20] Cũng theo hai tác giả Nguyễn Quốc Khang vàCao Đăng Nguyên thi lectin cá nheo (Parasiculus asotus) phản ứng mạnh với hồngcầu nhóm máu A [2], lectin của hai loài cá chình nhật (Anguilla mamorata) và cá

chình hoa (Anguilla bengalensis) cũng phán ứng mạnh với hồng cầu nhóm máu A

[21]

3.3.Sự phân bố lectin trong ví sinh vật.

Virus và vi khuẩn cũng được công bố có chứa lectin Năm 1941, Hirst pháthiện virus có chất làm ngưng kết tế bào hồng cầu gà con, đây là lectin đầu tiên đượcphát hiện ở vi sinh vật Theo tác giả Ofek (1977, 1978) thấy rằng trên bề mặt cùa vikhuẩn E.coli có chứa chất gây ngưng kết tế bào và hoạt tính này mất đi khi có mặtcủa một số loại đường như galactose và một số dẫn xuất amin của nó, đó là lectin bềmặt màng vi khuẩn, dạng lectin này cũng được phát hiện ở một số loài vi khuẩnkhác trong những năm gần đây Trong nhiều trường hợp, các lectin gắn vào bề mặt

vi khuẩn và chỉ cỏ một vị trí nhận diện, các lectin vi sinh vật giúp chúng gắn kết lạivới nhau nhưng lectin cô lập từ vi sinh vật lại không có hoạt tính này [31]

Ngoài ra, lectin còn tìm thấy ở tào như tảo lục (Boodiea coacta), các loài tảo

đỏ Hypnea japonica, Soliỉeria robusta, nấm mốc, nấm meo Sự phân bố khá rộngcủa lectin trong vi sinh vật vừa Mang tính phổ biến vừa mang tính riêng biệt, đây làđiểm khác biệt cơ bản giữa enzyme và lectin [31]

3.4 Sự định khu cửa lectin trong tế bào và cơ thể sinh vật.

Theo Sharon và Halina (2004), trong một cơ thể sinh vật có nhiều loại lectingần gũi nhau hiện diện ở các mô khác nhau (ví dụ như ở đậu Dolichos biflorus) ởcùng một cơ quan cũng có thể cỏ nhiều loại lectin khác nhau [31]

Hầu hết các mô thực vật đều chứa lectin Tuy nhiên, sự phân bố của chúngtrong các cơ quan đó thay đổi tuỳ vào họ thực vật được điều tra, ví dụ lectin cỏnhiều trong hạt họ Đậu, họ Đại kích, họ Hoà thảo, trong quả và củ họ Hành, họ Cà,trong rễ họ Bầu bí, ở chồi và lá họ Xương rồng, họ Lan [31] Ở các loài thực vật hạtkín, hạt thường chứa nhiều lectin nhất [29]

Sự định khu lectin trong động vật hẹp hơn so với thực vật Đối với động vậtkhông xương sống, lectin chủ yếu có ở dịch tiết như huyết thanh cá, nọc rắn, tinhdịch, huyết tương [28] Còn ở động vật có xương sống, lectin tồn tại ở dạng tự dohay protein cấu trúc màng ở dịch phôi, hay tồn tại ở giao tử, tế bào trứng, các cơquan và mô của cơ thể trưởng thành [27]

Khi nghiên cứu động thái của lectin trong một cơ thể, lectin có thể cổ ở bộphận, cơ quan này mà không có ở bộ phận hay cơ quan khác Có bộ phận chi chứalectin khi còn non, có một số bộ phận thì hàm lượng lectin tăng lên trong suốt thờigian sinh trưởng của chúng [29, 31,35]