The Lectins: Their Present Status *

Summary The first plant agglutinin was discovered by Stillmark in 1888. It was non‐specific. Landsteiner later observed a certain degree of species specificity in some plant agglutinins, and Boyd and Renkonen found some to be blood antigen specific. Various plant hemagglutinins, called “lectins” by Boyd have a number of interesting and sometimes useful specificities: Anti‐A, anti‐A 1 , anti‐B, anti‐H, anti‐A+B, anti‐B+H, anti‐M, anti‐N, and anti‐Gy (peanut factor). No anti‐Rh lectins have thus far been found. Even the “nonspecific” lectins have specificity in the sense that they combine with certain definitely characterized receptors on the erythrocyte, as demonstrated by inhibition experiments. This is true for example of the lectin from Rieinus communis , the first to be discovered. Lectins are used to subdivide bloods of groups A and AB into subgroups, to diagnose secretors and nonsecretors of the ABH substances, in routine ABH blood grouping, in MN blood grouping, in the separation of A and O erythrocytes, in population studies for the “new” factor Gy, in the stimulation of mytosis in leukocytes, in the search for human blood factors in animals, in the study of the blood group substances, and in investigations of the number of specific receptors on a single erythrocyte. The specificity of the blood‐group‐specific lectins is not always less sharp than that of naturally occurring hemagglutinins, and is sometimes sharper. A number of workers have purified various lectins to a greater or lesser degree, usually by salting out procedures, sometimes by alcohol or acetone precipitation, sometimes done in the cold. Some lectins have been obtained crystalline. It has been suggested that the role of lectins in the plant is the transportation and immobilization of carbohydrates, e.g . those being laid down in the seed as reserve material. It has been shown that the presence of specific lectins in the plant is under genetic control. It is suggested that the study of lectins may afford valuable information as to the chemical nature of the blood‐group‐specific portions of natural hemagglutinins. Résumé La première phytagglutinine a été découverte par Stillmark en 1888. Elle n'était pas spécifique. Par la suite, Landsteiner a observé un certain degré de sptéificité d'espèce chez certaines phytagglutinines et Boyd et Renkonen ont trouvé que certaines d'entre elles étaient spécifiques des groupes sanguins. Plusieurs phythémagglutinines, appelées «lectines» par Boyd ont un certain nombre de spécificités intéressantes qui sont parfois měme utiles: Anti‐A, anti‐A 1 , anti‐B, anti‐H, anti‐A+B, anti‐B+H, anti‐M, anti‐N, anti‐Gy (peanut factor: facteur arachide). Aucune lectine anti‐Rhésus n'a été trouvée jusqu'è ce jour. Měme les lectines «non spécifiques» ont une spécificité par le fait qu'elles se combinent avec certains récepteurs qui se trouvent au niveau de l'érythrocyte et qui posèdent un caractère défini, ainsi que cela a pu ětre démontré par certaines épreuves d'inhibition. Ceci est le cas par exemple pour la lectine du Ricinus communis qui a été la première à ětre déconverte. Les lectines sont utilisées pour subdiviser en sous‐groupes les groupes A et AB, pour déterminer les secréteurs et les non‐secréteurs de substances A, B, H, pour la détermination de routine des groupes ABH, pour la détermination des facteurs M et N, pour séparer les érythrocytes A des érythrocytes O, pour étudier le «nouvrau» facteur Gy dans les populations, pour stimuler la mitose chez les leucocytes, pour rechercher les facteurs sanguins humains chez les animaux, pour étudier les substances de groupes sanguins, pour rechercher le nombre de récepteurs spécifique sur un seul érythrocyte. La spécificité des lectines spécifiques de groupe sanguin est tout aussi nette que les hémagglutinines naturelles; elle est meilleure parfois. Un nombre considérable de chercheurs ont purifié les différentes lectines è un degré plus ou moins grand et utilisant d'ordinaire des procédés de relargage (salting out) soit par précipitations à l'alcohol ou à l'acétone, soit par le froid. Certaines lectines ont été obtenues sous forme cristallisée. On suppose que des lectines ont dans les plantes une fonction de transport et d'imobilisation des hydrates de carbone, par exemple des hydrates de carbone qui sont déposés dans les semences comme matériel de réserve On a pu démontrer que la présence de lectine spécifique dans les plantes est héréditaire. On pense que l'étude des lectines peut apporter des informations vaiables sur la nature chimique de certaines parties des hémagglutinines naturelles spécifiques de groupes sanguins. Zusammenfassung Das erste Pflanzenagglutinin wurde 1888 von Stillmark entdeckt. Es war unspezifisch. Später bcobachtete Landsteiner bei einigen Pflanzenagglutininen eine mäßig ausgeprägte Artspezifität, und schließlich fanden Boyd und Renkonen cinige mit Blutgruppenspezifität. Zahlreiche Pflanzenagglutinine— Boyd nennt sie «Lectinen»l—zeigen eine Anzahl interessanter, gelegentlich sogar praktisch verwertbarer Spezifitäen: Anti‐A, Anti‐A 1 , Anti‐B, Anti‐H, Anti‐A+B, Anti‐B + H, Anti‐M, Anti‐N und Anti‐Gy (Erdnußfaktor). Lectine mit Anti‐Rh‐Spezifität wurden bisher nie beobachtet. Sogar die «unspezifischen» Lectine zeigen insofern eine gewisse Spezifität, indem sie sich an gewisse definierte Rezeptoren der Erythrozytenoberfläche binden, was an Hand von Hemmversuchen bewiesen werden kann. Dies gilt z. B. für das zuerst entdeckte Pflanzenagglutinin, nämlich das Lectin von Ricinus communis . Lectine werden für folgende Zwecke gebraucht: Unterteilung der Gruppen A und AB in Untergruppen, Ermittlung von Sekretoren und Nichtsekretoren von ABH‐Sulstanzen, Routine‐ABH‐Bestimmungen, MN‐Bestimmungen, Trennung von A und O‐Erythrozyten, Populationsstudien mit dem «neuen» Gy‐Faktor, Stimulation der Mitose bei Leukozyten, Erforschung von menschlichen Blutfaktoren bei Tieren, Erforschung der Blutgruppensubstanzen, Bestimmung der Zahl von spezifischen Rezeptoren an der Oberfläche eines einzelnen Erythrozyten. Die Spezifität der hlutgruppenspezifischen Lectine ist nicht immer weniger ausgeprägt als die der natürlichen Hämagglutinine; gelegentlich ist sie scliärfer ausgeprägt. Eine Reihe von Lectinen wurden mehr oder minder stark gereinigt, sei es durch Aussalzung oder durch Alkohol‐ bzw. Acetonfällung in der Kälte. Es gelang, einige Lectine zu kriutallisieren. Es wird angenommen, daß die Lectine am Kohlenhydrattransport und deren Fixation als Resevematerial im Samen beteiligt sind. Es wurde gezeigt, daß die Anwesenheit spezifischer Lectine in den Pflanzen von genetischen Faktoren kontrolliert wird. Es erscheint alti wahrscheinlich, daß das Studium der Lectine wesentliche Aufschlüsse über die chemische Natur des blutgruppenspezifischen Teils der natürlichen Hämagglutinine vermitteln wird.