Lectin có một đặc tính riêng biệt, đặc hiệu đó là có khả năng liên kết khơng cộng hóa trị với các đƣờng đơn và các polysaccharide. Vi khuẩn có rất nhiều các hợp chất polysaccharide trên bề mặt của tế bào và đây chính là cầu nối quan trọng cho sự liên kết giữa lectin và tế bào vi khuẩn, do vậy có thể ứng dụng lectin để phân loại chúng. Nguyên nhân là do lectin có các liên kết đặc hiệu, trọng lƣợng phân tử thích hợp cho sự liên kết với tế bào vi sinh vật.
Một số cấu trúc bề mặt quan trọng ở vi khuẩn có khả năng liên kết với lectin đƣợc chỉ ra trên bảng 1.2.
Bảng 1.2. Các phân tử trên bề mặt tế bào có khả năng tƣơng tác với lectin [71]
Các đại phân tử hoặc các cấu trúc tế bào
Phần phản ứng với lectin Amphiphile (non – teichoic acid) Có thể bao gồm các hợp chất carbohydrate
Chitin N- acetylglucosamin
Vỏ nhày và các kháng nguyên đặc hiệu nhóm
Phần carbohydrate của các polysaccharide (glycans)
Glycolipid Có thể là các yếu tố cấu tạo nên màng
Glycoprotein Vị trí carbohydrate
LPS Rất nhiều các hợp chất carbohydrate, 3- keto- D-
mannooctulosonic acid, lipid A
Teichoic acid Carbohydrate liên kết với glycerol hoặc ribitol
Protein Phần đầu kị nƣớc
Một dẫn chứng khác biệt cho thấy khả năng của việc sử dụng lectin trong chẩn đoán vi sinh vật là các vị trí của thụ thể bề mặt hoặc tế bào có thể đƣợc biểu thị nhờ các nghiên cứu về sự kìm hãm của bán kháng ngun (hapten). Khơng giống với các sản phẩm về các loại kháng huyết thanh cần phải có những bƣớc tiền xử lí đối với các vi sinh vật cho việc chuẩn bị kháng thể…, việc sử dụng bằng lectin đơn giản hơn rất
47
nhiều. Khi kết hợp với chất đánh dấu hóa học nhƣ fluorescein, peroxidase hoặc vàng đính (colloidal gold), lectin đƣợc sử dụng nhƣ một mẫu dị hóa học để xác định và định vị các phần hydratcacbon đặc hiệu trên tế bào vi sinh vật cùng với sự hỗ trợ của kính hiển vi quang học hay điện tử [71, 110].
Ở vi khuẩn có rất nhiều các đại cấu trúc có khả năng liên kết với lectin nhƣ peptidoglycan, teichoic acid, LPS và các thành phần của lớp màng giáp [32]. Tƣơng tự nhƣ vậy, nấm cũng xuất hiện các vị trí có khả năng liên kết với lectin bao gồm hàng loạt các polysaccharide, chitin và glycoprotein [74,81]. Thêm vào đó, các glycoprotein và các protein vỏ ở virus cũng có khả năng này.
Mặc dù các lectin có thể có cùng một tính chất đặc hiệu với một vị trí liên kết trên tế bào, tuy nhiên tính chất này cịn phụ thuộc vào mối tƣơng tác đặc hiệu với các phần cấu trúc khác của vi khuẩn. Khả năng nhận biết tự nhiên của lectin đối với bề mặt của vi khuẩn ngồi vị trí liên kết đặc hiệu cịn đƣợc xác định bằng sự phối hợp của các yếu tố khác nhƣ phần đuôi của phân tử gắn kết, tính chất kị nƣớc và khả năng ảnh hƣởng…[71].
Năm 1936, Summer và Howell đã đƣa ra những công bố đầu tiên cho thấy concanavalin A (lectin chiết xuất từ cây đậu rựa – jack bean) ngƣng kết mạnh với các loài thuộc chi Mycobacterium. Bắt đầu từ thời gian này, các nghiên cứu về lectin ứng
dụng trong chẩn đoán vi sinh vật đƣợc phát triển mạnh mẽ.