Definição e Classificação

Existem três características que satisfazem a definição de lectinas.

Primeiro, as lectinas são proteínas ou glicoproteínas que se ligam a carboidratos.

Essas (glico)proteínas também podem ter outra atividade biológica como enzimática, por exemplo, mas esse requisito exclui moléculas não protéicas que aglutinam células. Segundo, As lectinas não se enquadram na categoria de imunoglobulinas.

Inicialmente, as lectinas eram consideradas substâncias do tipo anticorpos devido

sua especificidade. Contudo, elas não precisam de estímulo antigênico para serem sintetizadas, deste modo, não podendo ser consideradas imunoglobulinas. Terceiro, as lectinas não modificam quimicamente os carboidratos aos quais se ligam. Esse requisito exclui as enzimas que são específicas para carboidratos que eventualmente podem aglutinar células em certas condições (RÜDIGER e GABIUS, 2001 apud TRINDADE, 2005).

Um pré-requisito para a definição de lectinas seria a existência de mais de um sítio de ligação a açúcar, excluindo assim várias classes de proteínas monovalentes e enzimas (GOLDSTEIN, HUGHES, et al., 1980; LIENER, SHARON e GOLDSTEIN, 1986). A definição mais recente conferida as lectinas, que já vinha sendo defendida por outros autores tendo como única exigência à presença de pelo menos um domínio sem atividade catalítica, que se ligue reversível e especificamente a mono ou oligossacarídeos (BARONDES, 1988; PEUMANS e VAN DAMME, 1995). Desta forma são consideradas como lectinas muitas proteínas com diferentes propriedades de aglutinação e precipitação. Uma posterior subdivisão das lectinas em merolectinas, hololectinas, quimerolectinas, superlectinas e Multilectinas foi proposta, baseada na estrutura geral das lectinas maduras (VAN DAMME, PEUMANS, et al., 1998; MONTEIRO-MOREIRA, 2002) (FIGURA 1).

As merolectinas consistem de um único domínio de ligação a carboidrato.

Por definição elas são monovalentes e, portanto, não podem precipitar glico-conjugados ou algutinar células (FIGURA 1-A). Um exemplo de uma típica merolectina é pequena proteína de ligação à quitina, heveína, extraída do látex da seringueira (Hevea brasiliensis) (VAN DAMME, PEUMANS, et al., 1998).

As hololectinas são também exclusivamente constituídas de domínios de ligação a carboidratos, no entanto, contendo pelo menos dois destes domínios, que podem ser tanto idênticos ou muito similares e se ligam ao mesmo açúcar ou a açúcares estruturalmente similares (FIGURA 1-B). Por definição são di- ou multivalentes e, portanto precipitam glicoconjugados. A maioria das lectinas vegetais pertence a este subgrupo (VAN DAMME, PEUMANS, et al., 1998).

As quimerolectinas são proteínas fusionadas consistindo de um ou mais domínios de ligação a carboidratos aleatoriamente arranjados a um domínio não relacionado (FIGURA 1-C). Tal domínio pode ter uma atividade enzimática bem definida ou outra qualquer, no entanto, agindo de forma independente do domínio de ligação a carboidrato. Dependendo do número de sítios de ligação a carboidratos, as

quimerolectinas podem se comportar como merolectinas ou hololectinas. Por exemplo, RIPSs do tipo 2 com mais de um sítio de ligação a carboidratos por protômero, se comporta como uma verdadeira hololectina, enquanto que quitinases vegetais da classe 1 com um único domínio atua como uma merolectina (VAN DAMME, PEUMANS, et al., 1998).

As superlectinas são consideradas um tipo especial de quimerolectinas.

Elas seriam proteínas de fusão, com dois domínios de ligação a carboidratos (FIGURA 1-D). Estes domínios são estruturalmente distintos e reconhecem carboidratos estruturalmente diferentes. Apenas um exemplo de superlectinas foi, até hoje, descrito, a lectina de bulbo de tulipa, com dois domínios, um específico para manose e outro específico para N-acetil-glicosamina (VAN DAMME, PEUMANS, et al., 1998).

Mais recentemente, (MONTEIRO-MOREIRA, 2002) ampliou a classificação, criando o termo multilectinas, ao mostrar a existência de lectinas possuindo dois ou mais domínios ligantes a carboidratos, idênticos, mas que podem se ligar a açúcares diferentes (FIGURA 1-E). É o caso da frutalina, uma lectina de sementes de Artocarpus incisa - (MOREIRA, CASTELO-BRANCO, et al., 1998) que ligam tanto D-galactose como D-manose.

As lectinas também são classificadas de acordo com os monossacarídeos a qual elas se ligam podendo formar quatro grupos, baseado na configuração do C3 e C4 do anel piranosídico (MAKELA, 1957). Ao grupo I pertencem as lectinas específicas para L-fucose, como a de Lotus tetragonolobus e Ulex europaeus. O grupo II é correspondente as lectinas ligam lactose e N-acetil-glicosamina (Glicyne max e Pheseolus lunatus). As lectinas que se ligam a manose e glicose, como as de Pisum sativa, Lens culinaris, Vicia faba, Canavalia ensiformis e Dioclea grandiflora etc., são ditas do grupo III. Lectinas que interagem com açúcares do grupo IV (idiose, gulose, L-xylose, L-glicose) ainda não foram relatadas. Nesta classificação não estavam incluídas as lectinas específicas por ácido siálico e aquelas específicas por estruturas complexas (GOLDSTEIN e PORETZ, 1986). Esta subdivisão é certamente muito útil para a utilização de lectinas com ferramentas, no entanto é provavelmente artificial e irrelevante com respeito às possíveis relações evolutivas (VAN DAMME, PEUMANS, et al., 1998).

Figura 1 - Classificação das lectinas segundo (VAN DAMME, PEUMANS, et al., 1998) e MONTEIRO-MOREIRA (2002). A – Merolectinas capazes de se ligar a apenas um carboidrato (aqui representado em hexágono), B – Hololectinas capazes de se ligar a dois carboidratos simultâneos, C – Um exemplo de quimerolectina (RIP), D – Superlectinas capazes de se ligarem simultaneamente a carboidratos diferentes com pelo menos duas subunidades distintas e E – Multilectinas onde diferentes carboidratos podem ocupar o mesmo sítio.

O recente aumento do número de sequências disponíveis de lectinas de plantas permitiu inúmeros estudos de comparação e relacionamento evolutivo, tanto a nível primário (sequência linear dos aminoácidos ou nucleotídeos) como a nível estrutural (comparação entre estruturas secundárias, terciárias e quaternárias), que promoveram a distinção de sete famílias de lectinas evolutivamente relacionadas:

lectinas de leguminosas, lectinas ligante de manose de monocotiledôneas, lectinas de quitina composta por domínios heveínicos, RIPs (Ribosome Inativating Proteins) tipo 2, lectinas relacionadas à jacalina, lectinas da família das amarantinas e lectinas de floema de Cucurbitaceae, essas três últimas compostas por poucos membros (VAN DAMME, PEUMANS, et al., 1998).