凝集素——连接糖生物学研究与诊断标志物的桥梁
凝集素——连接糖生物学研究与诊断标志物的桥梁
在真核与原核生物中，大量蛋白质和脂质以N-或O-糖基化形式携带复杂寡糖链，这些糖链参与细胞黏附、信号转导、免疫调控以及病原体侵袭等关键过程。凝集素是一类能够特异性识别碳水化合物结构的非免疫性蛋白质，通过其碳水化合物识别结构域与特定单糖或寡糖结合，对细胞表面和可溶性糖链模式进行“读码”。在实验体系中，来源明确、特异性可控的凝集素及其衍生试剂，已成为研究糖基化结构–功能关系和开展糖组学分析的重要工具。
一、什么是凝集素？
凝集素是指一类能够可逆、特异性地与糖类或糖蛋白结合的非免疫性蛋白质或糖蛋白。它们不通过抗原–抗体识别，而是依赖自身的碳水化合物识别结构域与寡糖链结合，从而实现对细胞表面或可溶性糖链模式的识别。凝集素普遍存在于植物、动物、真菌、细菌和病毒中，在天然环境中参与病原体黏附、宿主防御、细胞黏附、信号转导等多种生物学过程。对实验室而言，凝集素则是研究糖生物学和糖蛋白结构的重要分子工具。
二、结构特点与糖链识别机制
大多数凝集素由一到多个碳水化合物识别结构域（carbohydrate-recognition domain，CRD）组成，同一分子内可具有重复或不同特异性的CRD。CRD通过氢键、疏水作用、范德华力以及与Ca²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺等金属离子的配位，与特定构型的单糖或寡糖残基结合。例如，部分植物来源的豆科凝集素依赖Ca²⁺/Mn²⁺才能维持糖结合活性。凝集素对糖链的识别既有“单糖偏好”（如对Man、Gal、GlcNAc等），也有对更高阶结构如分支型N-聚糖、O-聚糖末端结构、唾液酸化糖链等的选择性，这种“糖链指纹”式的结合模式是其在糖组学中的应用基础。
三、主要类型及常用代表
从来源上，凝集素可大致分为植物凝集素、动物凝集素、微生物与真菌凝集素等。实验中最常使用的是来源明确、特异性稳定的植物来源凝集素。
1.植物来源凝集素
典型代表包括：偏好结合α-D-甘露糖/葡萄糖残基的刀豆蛋白A（Concanavalin A，ConA）；识别末端Galβ1-3GalNAc结构的花生凝集素（PNA）；结合N-乙酰葡糖胺和唾液酸化结构的小麦胚芽凝集素（WGA）；对GalNAc具有高亲和力的大豆凝集素（SBA）等。这些凝集素在产品形态上常见有未标记粉末、亲和层析填料、磁珠，以及多种荧光标记形式（如FITC-ConA、TRITC-PNA、Alexa Fluor标记WGA）和生物素标记形式，可灵活用于流式细胞术、荧光显微、ELISA以及亲和纯化。
2.动物与微生物来源凝集素
动物来源的典型是C型凝集素家族，如部分肝脏受体、树突状细胞表面的DC-SIGN等，这类蛋白常作为研究受体–配体相互作用的对象。微生物与真菌凝集素则多与宿主黏附和侵袭相关，例如细菌鞭毛或菌毛上的糖结合蛋白、真菌毒素中的糖结合亚基等，实验上可以通过纯化或重组获得作为功能研究的探针。
四、凝集素在生物学研究中的典型应用
1.细胞表面糖链分析与分型
不同细胞类型和不同状态下的细胞表面糖链组成具有显著差异。通过使用荧光标记凝集素（如FITC-ConA、Cy3-WGA、TRITC-PNA等）对活细胞或固定细胞进行染色，可以在荧光显微或流式细胞术平台上分析细胞表面糖链的分布和丰度。与多色抗体共染结合，可在同一样本中同步获得“表面标志–糖链表型”信息。基于多种凝集素组合的lectin microarray，还可用于细胞系、组织样本或血清糖蛋白的糖型指纹分析，为肿瘤分型、干细胞状态监测以及疾病相关糖链改变研究提供工具。
2.凝集素亲和层析与糖蛋白分级
将凝集素偶联至多糖基质或磁珠表面可制备凝集素亲和填料，构建专一性针对特定糖型的亲和层析体系。例如，使用ConA亲和填料富集高甘露糖型和杂合型N-聚糖蛋白，利用WGA亲和介质捕获含GlcNAc或唾液酸化结构的糖蛋白，使用PNA亲和介质富集去唾液酸的O-聚糖蛋白。通过梯度洗脱或加入特异竞争糖（如甲基-α-D-Man、N-乙酰氨基葡萄糖等）可以实现糖蛋白的分级和部分分离，为后续质谱鉴定、功能研究或制备纯化提供高选择性的前处理手段。
3.组织学与病理诊断辅助
在组织切片或冰冻切片上应用HRP标记或荧光标记凝集素，可对血管内皮、肿瘤细胞、神经元等不同细胞群的糖链模式进行可视化分析。例如，UEA-I常用于标记特定类型血管内皮，PNA可用于检测肿瘤组织中未被完全唾液酸化的O-聚糖终端，WGA则可显示富含GlcNAc的基底膜或神经纤维。通过与常规HE染色、免疫组化或免疫荧光相结合，凝集素染色可为肿瘤恶性程度、组织分化状态以及病变区域微环境提供补充信息。
4.受体–配体相互作用与内吞研究
很多凝集素本身就是细胞受体或受体组分，在体外实验中，可利用特定凝集素偶联荧光探针或纳米颗粒，研究细胞对特定糖型配体的识别与摄取过程；反过来，也可用可溶性糖链或糖缀合物抑制内源凝集素–配体相互作用，解析相关信号通路。在这类实验中，结合使用荧光标记凝集素、生物素-凝集素加链霉亲和素-HRP体系及竞争性单糖/寡糖试剂，可以较为系统地评估结合特异性和内吞动力学。
5.糖组学与诊断标志物筛选
利用一组特异性不同的凝集素构建lectin array或lectin blot，可快速获得复杂样品中糖蛋白的整体糖型特征，尤其适合用于比较健康与疾病状态下血清、血浆或细胞分泌组的糖链差异。配合高分辨质谱和定量蛋白组学技术，可以将“凝集素富集信号”与具体蛋白靶标对应起来，筛选潜在糖基化相关生物标志物。在方法建立阶段，常需要配套使用高纯度凝集素、标准糖蛋白以及相应的显色或荧光底物试剂，以确保糖链识别和信号输出的可靠性。
五、使用注意事项
1.离子与缓冲条件
很多凝集素的糖结合活性依赖二价金属离子，常见为Ca²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺等，因此缓冲体系中需要加入适量金属盐，并避免使用EDTA等螯合剂。缓冲液pH多数情况下选择在7.0–7.4范围内，以兼顾蛋白稳定性和细胞状态。
2.特异性验证与糖抑制实验
尽管凝集素具有明确的糖偏好，但在复杂生物样品中仍可能出现一定程度的非特异结合。设计实验时建议使用相应单糖或寡糖（如D-Man、D-Gal、GlcNAc、乳糖、乳糖胺等）进行竞争性抑制实验：在预孵育或洗脱阶段加入高浓度竞争糖，如果信号显著下降，即可在一定程度上证明相互作用为糖依赖，增强结果解释的可靠性。
3.标记形式与信号检测
同一种凝集素可以提供多种标记形式，例如FITC、TRITC、Cy系列、Alexa Fluor系列、HRP生物素-凝集素搭配链霉亲和素-HRP等，选择时需综合考虑仪器激发光源、其他染料/抗体所占用波段以及实验是否需要定量。对于流式细胞术和高内涵成像，常选用高亮度、光稳定性好的荧光标记凝集素；在凝集素印迹（Lectin blot）、ELISA 和亲和捕获等应用中，通常优先选用 HRP 标记或生物素标记的凝集素。
4.细胞毒性与交叉反应
部分凝集素在较高浓度下可诱导细胞聚集甚至触发细胞死亡信号，进行活细胞染色或功能实验时应控制使用浓度，并进行时间梯度和剂量梯度的预实验评估细胞状态。对于多种凝集素组合使用的方案，还应注意不同凝集素之间是否存在相互作用或竞争，必要时分步孵育或调整顺序。
5.储存与配制
凝集素属于蛋白类试剂，储存时通常需要低温避光条件，可根据说明书配合添加适量糖类或稳定剂以提高稳定性。工作液建议现配现用，长时间室温放置可能导致活性下降或自聚集，影响实验重复性。
六、阿拉丁相关产品
1.刀豆凝集素A（Concanavalin A, Con A）
Con A源自刀豆Canavalia ensiformis，是典型的α-D-甘露糖/α-D-葡萄糖特异性lectin，常用于糖蛋白富集、细胞表面糖链标记和T细胞活化等。
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
Concanavalin A, AF488 conjugate | 适用于免疫荧光(IF), BioReagent, 1.0 mg/mL | |
Concanavalin A, AF594 conjugate | 适用于免疫荧光(IF), BioReagent, 1.0 mg/mL | |
Concanavalin A, AF647 conjugate | 适用于免疫荧光(IF), BioReagent, 1.0 mg/mL | |
Concanavalin A, FITC conjugate | 适用于免疫荧光(IF), BioReagent, 1.0 mg/mL | |
伴刀豆凝集素, Biotin 标记 | BioReagent, 适用于免疫荧光(IF), 1.0 mg/mL | |
刀豆凝集素A (Con A) | ≥90% |
2.小麦胚芽凝集素WGA/小麦lectin
WGA源自小麦胚芽Triticum vulgaris，是GlcNAc/唾液酸亲和lectin，常用于检测N-乙酰葡糖胺修饰、糖蛋白富集和神经解剖示踪。
2.1WGA荧光/生物素标记系列
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
Wheat Germ Agglutinin (WGA), AF488 conjugate | 适用于免疫荧光(IF), BioReagent, 1.0 mg/mL | |
小麦胚芽凝集素, TRITC 标记 | BioReagent, 适用于免疫荧光(IF), 1.0 mg/mL | |
Wheat Germ Agglutinin (WGA), Biotin conjugate | 适用于免疫荧光(IF), BioReagent, 1.0 mg/mL | |
小麦胚芽凝集素 | -- | |
小麦胚芽凝集素, 荧光素 | -- | |
琥珀酰化小麦胚芽凝集素, 荧光素 | -- |
2.2来自普通小麦的lectin（小麦种子）
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
来自 普通小麦 的凝集素（小麦） | FITC conjugate, lyophilized powder | |
来自 普通小麦 的凝集素（小麦） | agarose conjugate, saline suspension | |
来自 普通小麦 的凝集素（小麦） | biotin conjugate, lyophilized powder | |
来自 普通小麦 的凝集素（小麦） | peroxidase conjugate, lyophilized powder | |
来自 普通小麦 的凝集素（小麦） | BioReagent, 用于细胞培养, lyophilized powder | |
来自 普通小麦 的凝集素（小麦） | lyophilized powder | |
来自 普通小麦 的凝集素（小麦） | agarose conjugate, saline suspension |
2.3麦胚（硬皮豆）与WGA粉末
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
来自麦胚（硬皮豆）的凝集素 | biotin conjugate, buffered aqueous solution | |
来自麦胚（硬皮豆）的凝集素 | lyophilized powder | |
麦胚凝集素 (WGA) | BioReagent, 天然, ≥55%(GE), Protein content ≥85% | |
麦胚凝集素（WGA） | -- |
3.大豆凝集素（Soybean agglutinin, SBA）
SBA源自大豆Glycine max，偏好结合末端GalNAc与半乳糖残基，常用于分选干细胞、分析糖蛋白糖型以及研究大豆抗营养因子。
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
大豆凝集素 | -- | |
大豆凝集素 (SBA) | -- | |
大豆凝集素, 荧光素 | -- | |
大豆凝集素，琼脂糖结合 | -- | |
大豆凝集素，生物素化 | -- | |
大豆（Glycine max）源凝集素（大豆） | lyophilized powder, salt, essentially free |
4.菜豆/植物血球凝集素家族（PHA-L/PHA-E/PHA-M/PHA-P）
PHA是Phaseolus vulgaris（红芸豆）种子的主lectin，四聚体糖蛋白，由L亚基（白细胞凝集素）和E亚基（红细胞凝集素）组成；PHA-M/P是混合物，PHA-L偏白细胞、PHA-E偏红细胞凝集，常用作淋巴细胞丝裂原、T细胞激活和轴突示踪剂。
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
外源凝集素 (菜豆) | -- | |
来自 菜豆的凝集素 （红芸豆） | BioReagent, 用于细胞培养,Leucoagglutinin PHA-L, lyophilized powder | |
来自 菜豆的凝集素 （红芸豆） | BioReagent, 用于细胞培养, Phytohemagglutinin PHA-P, lyophilized powder (contains ~50% buffer salts as sodium phosphate and NaCl) | |
来自 菜豆的凝集素 （红芸豆） | BioReagent, Phytohemagglutinin PHA-P, purified by affinity chromatography, lyophilized powder | |
来自 菜豆的凝集素 （红芸豆），Phytohemagglutinin PHA-M | BioReagent, 用于细胞培养, Phytohemagglutinin PHA-M, lyophilized powder | |
植物血球凝集素 M 来源于菜豆（红芸豆） | BioReagent, 50%~70%, PHA-M, lyophilized powder | |
植物血球凝集素 P 来源于菜豆（红芸豆） | BioReagent, ≥70%, PHA-P, lyophilized powder | |
植物血球凝集素 (PHA-P) | -- | |
白细胞凝集素 来源于菜豆（红芸豆） | BioReagent, Leucoagglutinin PHA-L, lyophilized powder | |
红细胞凝集素 来源于菜豆（红芸豆） | BioReagent, ≥80%, Erythroagglutinin PHA-E | |
菜豆凝集素 M (PHA-M) 粗品 | -- | |
菜豆凝集素 (PHA-L) | -- | |
菜豆凝集素, 荧光素 | -- | |
菜豆凝集素，生物素化 | -- | |
菜豆白细胞凝集素 | -- | |
菜豆白细胞凝集素, 荧光素 | -- | |
菜豆白细胞凝集素，生物素化 | -- | |
菜豆红细胞凝集素 | -- |
5.花生凝集素（Peanut agglutinin, PNA）
PNA源自花生Arachis hypogaea，特异结合Thomsen-Friedenreich抗原(Galβ1-3GalNAc)，常用于肿瘤组织分级、淋巴细胞亚群区分及干细胞分选等。
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
花生凝集素 | FITC conjugate | |
花生凝集素, CY3 | -- | |
花生凝集素, 罗丹明 | -- | |
花生凝集素, 荧光素 | -- | |
花生凝集素，琼脂糖结合 | -- | |
花生凝集素，生物素化 | -- | |
花生的凝集素 | peroxidase conjugate, lyophilized powder | |
花生的凝集素 | lyophilized powder, affinity-purified | |
花生花生凝集素 | -- |
6.加纳籽/西非单叶豆凝集素（Griffonia simplicifolia lectin, GSL I）
这类lectin源自西非单叶豆Griffonia simplicifolia（加纳籽），尤其是Isolectin B4 (GSL I-B4)，对末端α-Gal残基有亲和性，是经典的无髓鞘C纤维神经示踪和小直径神经元标记探针，也广泛用于糖链结构研究。
6.1GSL I / II（加纳籽凝集素I/II）
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
加纳籽凝集素 I | -- | |
加纳籽凝集素 II | -- | |
加纳籽凝集素 II, 荧光素 | -- | |
加纳籽凝集素 I, 罗丹明 | -- | |
加纳籽凝集素 I, 荧光素 | -- |
6.2Isolectin B4 / BSI-B4系列
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
加纳籽凝集素 I 异凝集素 B4, 荧光素 | -- | |
加纳籽凝集素 I 异凝集素 B4，生物素化 | -- | |
加纳籽凝集素 I-同工凝集素 B4 | -- | |
来自西非单叶豆（加纳籽）的凝集素，Isolectin B4 (BSI-B4) | biotin conjugate, lyophilized powder | |
来自西非单叶豆（加纳籽）的凝集素，Isolectin B4 (BSI-B4) | lyophilized powder | |
来自西非单叶豆（加纳籽）的凝集素 | FITC conjugate, lyophilized powder | |
来自西非单叶豆（加纳籽）的凝集素，Isolectin B4 (BSI-B4) | FITC conjugate, lyophilized powder | |
来自西非单叶豆（加纳籽）的凝集素 | Isolectin B4 (BSI-B4), peroxidase conjugate, lyophilized powder | |
来自西非单叶豆（加纳籽）的凝集素 | lyophilized powder |
7.Datura/Dolichos/Erythrina类“糖链探针lectin
7.1曼陀罗凝集素（Datura stramonium lectin, DSL）
DSL源自曼陀罗Datura stramonium，偏好多聚N-乙酰乳糖胺序列，常用于复杂N-糖链富集和糖链结构分析。
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
曼陀罗凝集素 | -- | |
曼陀罗凝集素, 荧光素 | -- | |
曼陀罗凝集素，生物素化 | -- |
7.2双花豆凝集素（Dolichos biflorus agglutinin, DBA）
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
双花豆凝集素 | -- | |
双花豆凝集素, 罗丹明 | -- | |
双花豆凝集素, 荧光素 | -- | |
双花豆凝集素，生物素化 | -- |
7.3刺桐凝集素（Erythrina cristagalli lectin, ECL）
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
刺桐凝集素 | -- | |
刺桐凝集素, 荧光素 | -- | |
刺桐凝集素，琼脂糖结合 | -- | |
刺桐凝集素，生物素化 | -- |
8.番茄/马铃薯/雪花莲/水仙等植物lectin
8.1番茄凝集素（Tomato lectin, LEL/TL）
番茄lectin源自Lycopersicon esculentum，为由相同亚基构成的四聚体糖蛋白，糖链中富含阿拉伯糖和半乳糖，常用作血管与小胶质细胞标记。
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
番茄凝集素 | -- | |
番茄凝集素 （番茄） | FITC conjugate, buffered aqueous solution | |
番茄凝集素, 荧光素 | -- |
8.2马铃薯凝集素
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
马铃薯凝集素 | -- | |
马铃薯凝集素，生物素化 | -- |
8.3雪花莲/水仙lectin（GNA/NPA）
雪花莲GNA及相关NPA/NPL家族对甘露糖特异，常见于昆虫抗性、抗病毒和抗肿瘤研究中。
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
雪花莲凝集素 | -- | |
雪花莲凝集素 (GNA) | -- | |
雪花莲凝集素 （雪花莲） | agarose conjugate, saline suspension | |
雪花莲凝集素, 荧光素 | -- | |
雪花莲凝集素，琼脂糖结合 | -- | |
水仙凝集素 | -- | |
黄水仙凝集素（NPA/NPL） | -- |
9.荆豆/欧洲荆豆凝集素（Ulex lectins）
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
来自 荆豆（gorse、furze）的凝集素 | peroxidase conjugate, lyophilized powder | |
来自 荆豆（gorse、furze）的凝集素 | lyophilized powder | |
来自 荆豆（gorse、furze）的凝集素 | FITC conjugate, lyophilized powder | |
来自 荆豆（gorse、furze）的凝集素 | biotin conjugate, lyophilized powder | |
欧洲荆豆凝集素 I | -- | |
欧洲荆豆凝集素 I, 罗丹明 | -- | |
欧洲荆豆凝集素 I, 荧光素 | -- | |
荆豆凝集素 I，琼脂糖结合 | -- | |
荆豆凝集素 I，生物素化 | -- |
10.紫藤 lectin（Wisteria）
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
来自 多花紫藤的凝集素 | lyophilized powder | |
来自 多花紫藤的凝集素 | buffered aqueous solution, biotin conjugate | |
紫藤多花凝集素 | -- | |
紫藤多花凝集素, 荧光素 | -- | |
紫藤多花凝集素，生物素化 | -- | |
紫藤花凝集素，琼脂糖结合 | -- | |
紫藤花凝集素，琼脂糖结合 | -- |
11.接骨木 / 黑接骨木 lectin（Sambucus）
货号 | 名称 | 级别和纯度 |
接骨木凝集素，琼脂糖结合 | -- | |
接骨木黑凝集素, CY5 | -- | |
黑接骨木凝集素 | -- | |
黑接骨木凝集素, CY3 | -- | |
黑接骨木凝集素, 荧光素 | -- | |
黑接骨木凝集素，生物素化 | -- |
凝集素相关试剂为糖链结构解析、糖蛋白功能研究和糖基化标志物筛选提供了高选择性的手段。通过合理组合不同特异性的凝集素及其荧光标记、生物素/酶标记、亲和填料和磁珠等形态，可在细胞表面糖链分析、糖蛋白富集、组织染色以及糖组学筛选等环节构建完整的技术路径。随着高分辨质谱、高内涵成像和单细胞多组学等技术的发展，凝集素工具体系在糖生物学研究和糖基化相关疾病研究中的应用场景仍将持续拓展。
危险品化学品经营许可证（带存储）