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Aglutinina del germen de trigo

proteína en trigo
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La aglutinina del germen de trigo (AGT, WGA, Wheat germ agglutinin, en nomenclatura inglesa) es una lectina que protege al trigo (Triticum) de insectos, levaduras y bacterias. La AGT se asocia al salvado del trigo y no a su semilla.

Aglutinina del germen de trigo
Identificadores
Organismo Triticum aestivum
Símbolo AGT1 (WGA1)
PDB 2uvo
UniProt P10968
Otros datos


La imagen de arriba muestra AGT3 (WGA3) en el programa Chimera (código PDB 1WGT). El color cian muestra los residuos de cisteína, el color verde claro muestra los residuos de glicina y el color gris oscuro muestra los residuos hidrofóbicos restantes.
Imagen de microscopía fluorescente de un arbúsculo fúngico teñido con AGT y Alexa Fluor.

Como proteína aglutinina, se une a la N-acetil-D-glucosamina y al ácido siálico.[1]​ También se ha demostrado que la AGT interactúa con residuos de ácido siálico en oligosacáridos.[2]​ La AGT succinilada es selectiva para la β-N-acetilglucosamina (β-GlcNAc), lo que la convierte en una herramienta útil para detectar O-GlcNAc.

La AGT (WGA) se compone de una mezcla de tres isoformas (WGA1, WGA2, WGA3), que son bastante similares entre sí y cada una contiene una cantidad inusualmente alta de glicina.[3]​[4]​ Estas tres isoformas varían en un total de 10 posiciones de aminoácidos y todas tienen estructuras diméricas con cuatro dominios por monómero.[3]​ Cada dominio (WGA.A, WGA.B, WGA.C, WGA.D) es similar a la heveína y está estabilizado por un enlace disulfuro.[5]​ La N-acetil-D-glucosamina en el entorno natural del trigo se encuentra en la quitina de los insectos y en la membrana celular de levaduras y bacterias.

La AGT se encuentra en abundancia -pero no exclusivamente- en el grano de trigo, de donde le viene el nombre de "germen". En los mamíferos, la N-acetil-D-glucosamina a la que se une la AGT se encuentra en el cartílago[6]​ y la córnea,[7]​ entre otros lugares. En estos animales, el ácido siálico se encuentra en las membranas mucosas, por ejemplo en el revestimiento interno de la nariz, y en el tracto digestivo.

En solución, la AGT existe principalmente como un heterodímero de 38.000 daltons. Es catiónica a pH fisiológico. Contiene un módulo de unión a carbohidratos denominado CBM18.

Uso en biología molecular

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La AGT también es utilizada ampliamente en la investigación biológica, sobre todo en el campo de la glicobiología.[5]​ Como la AGT se une a los glucoconjugados, puede utilizarse para marcar membranas celulares,[8]​ tejido cicatricial fibrótico[9]​ y micorrizas arbusculares[10]​ con fines de imagen y análisis.

La AGT es bastante estable en soluciones ácidas y puede ser resistente a la proteólisis.[11]​ También ha demostrado cierta citotoxicidad, por lo que se ha utilizado en investigaciones recientes sobre cánceres hematológicos, en particular la leucemia mieloide aguda.[2]​ Además, se cree que la AGT mejora la administración de fármacos gracias a su capacidad para atravesar la barrera hematoencefálica, pero aún no se ha investigado esta hipótesis.[5]​

Véase también

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  • Proteopedia: 2uvo – High Resolution Crystal Structure of Wheat Germ Agglutinin in Complex with N-Acetyl-D-Glucosamine.
  • Proteopedia: 2uwg – Crystal structure of Wheat Germ Agglutinin isolectin 1 in complex with glycosylurethan.

Referencias

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  1. ↑ Monsigny M., Roche A. C., Sene C., Maget-Dana R., Delmotte F. (febrero de 1980). «Sugar-lectin interactions: how does wheat-germ agglutinin bind sialoglycoconjugates?». European Journal of Biochemistry 104 (1): 147–53. PMID 6892800. doi:10.1111/j.1432-1033.1980.tb04410.x. 
  2. ↑ a b Ryva, Bradley; Zhang, Keman; Asthana, Abhishek; Wong, Derek; Vicioso, Yorleny; Parameswaran, Reshmi (2019). «Wheat Germ Agglutinin as a Potential Therapeutic Agent for Leukemia». Frontiers in Oncology 9: 100. ISSN 2234-943X. PMC 6393371. PMID 30847305. doi:10.3389/fonc.2019.00100. 
  3. ↑ a b Balčiūnaitė-Murzienė, Gabrielė; Dzikaras, Mindaugas (January 2021). «Wheat Germ Agglutinin—From Toxicity to Biomedical Applications». Applied Sciences (en inglés) 11 (2): 884. ISSN 2076-3417. doi:10.3390/app11020884. 
  4. ↑ Allen, A. K.; Neuberger, A.; Sharon, N. (1 de enero de 1973). «The purification, composition and specificity of wheat-germ agglutinin». Biochemical Journal 131 (1): 155–162. ISSN 0264-6021. PMC 1177449. PMID 4737292. doi:10.1042/bj1310155. 
  5. ↑ a b c Leyva, Eduardo; Medrano-Cerano, Jorge L.; Cano-Sánchez, Patricia; López-González, Itzel; Gómez-Velasco, Homero; del Río-Portilla, Federico; García-Hernández, Enrique (enero de 2019). «Bacterial expression, purification and biophysical characterization of wheat germ agglutinin and its four hevein-like domains». Biopolymers (en inglés) 110 (1): e23242. ISSN 0006-3525. PMID 30485415. doi:10.1002/bip.23242. 
  6. ↑ Ohno J., Tajima Y., Utsumi N. (octubre de 1986). «Binding of wheat germ agglutinin in the matrix of rat tracheal cartilage». The Histochemical Journal 18 (10): 537–40. PMID 3804790. S2CID 25384990. doi:10.1007/BF01675194. 
  7. ↑ Marfurt C. F. (febrero de 1988). «Sympathetic innervation of the rat cornea as demonstrated by the retrograde and anterograde transport of horseradish peroxidase-wheat germ agglutinin». The Journal of Comparative Neurology 268 (2): 147–60. PMID 3360982. S2CID 23955233. doi:10.1002/cne.902680202. 
  8. ↑ «Plasma Membrane». thermofisher.com (en inglés). Consultado el 10 de julio de 2024. 
  9. ↑ Emde B., Heinen A., Gödecke A., Bottermann K. (diciembre de 2014). «Wheat germ agglutinin staining as a suitable method for detection and quantification of fibrosis in cardiac tissue after myocardial infarction». European Journal of Histochemistry 58 (4): 2448. PMC 4289847. PMID 25578975. doi:10.4081/ejh.2014.2448. 
  10. ↑ Carotenuto, Gennaro; Genre, Andrea (2020). «Fluorescent Staining of Arbuscular Mycorrhizal Structures Using Wheat Germ Agglutinin (WGA) and Propidium Iodide». Arbuscular Mycorrhizal Fungi. Methods in Molecular Biology 2146. p. 53–59. ISBN 978-1-0716-0602-5. PMID 32415595. doi:10.1007/978-1-0716-0603-2_5. hdl:2318/1740844. 
  11. ↑ Pellegrina, Chiara Dalla; Perbellini, Omar; Scupoli, Maria Teresa; Tomelleri, Carlo; Zanetti, Chiara; Zoccatelli, Gianni; Fusi, Marina; Peruffo, Angelo; Rizzi, Corrado; Chignola, Roberto (1 de junio de 2009). «Effects of wheat germ agglutinin on human gastrointestinal epithelium: Insights from an experimental model of immune/epithelial cell interaction». Toxicology and Applied Pharmacology 237 (2): 146–153. ISSN 0041-008X. PMID 19332085. doi:10.1016/j.taap.2009.03.012. 
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