Interested Article - Авидин

nelly
  • 2021-02-21
  • 1

Биотин — авидин может одновременно связывать до четырёх молекул биотина с высокой степенью аффинности и специфичности.

Авидин представляет собой биотин -связывающий белок, вырабатываемый в яйцеводах птиц , рептилий и амфибий и откладывающийся в белке их яиц . Димерные члены семейства авидинов также обнаружены в некоторых бактериях . В белке куриного яйца авидин составляет примерно 0,05 % от общего белка (примерно 1800 г). мкг на яйцо). Тетрамерный белок содержит четыре идентичные субъединицы (гомотетрамеры), каждая из которых может связываться с биотином (витамин В 7 , витамин Н) с высокой степенью аффинности и специфичности. Измеренная константа диссоциации авидин-биотинового комплекса составляет K D ≈ 10 -15 M, что делает его одной из самых прочных известных нековалентных связей .

Размер тетрамерной формы авидина оценивается в 66-69 кДа . 10 % молекулярной массы составляют углеводы, состоящие из четырёх-пяти остатков маннозы и трех остатков N-ацетилглюкозамина . Углеводные фрагменты авидина содержат как минимум три уникальных структурных типа олигосахаридов , сходных по структуре и составу .

Функциональный авидин содержится только в сыром яйце, так как биотиновое сродство белка разрушается при варке. Естественная функция авидина в яйцах неизвестна, хотя постулируется, что он вырабатывается в яйцеводе в качестве ингибитора роста бактерий путем связывания биотина, полезного для роста бактерий. В качестве доказательства этого можно привести стрептавидин, родственный белок с таким же сродством к биотину и очень похожим сайтом связывания, который вырабатывается некоторыми штаммами бактерий Streptomyces и, как считается, служит для подавления роста конкурирующих бактерий наподобие антибиотика .

Из коммерчески доступного продукта была выделена негликозилированная форма авидина; однако неясно, встречается ли негликозилированная форма в природе или является продуктом производственного процесса .

Открытие

Сырой яичный желток, окруженный яичным белком. Эсмонд Эмерсон Снелл впервые выделил авидин из белка сырых куриных яиц.

Авидин был открыт Эсмондом (1914—2003). Это открытие началось с наблюдения, что у цыплят на диете из сырого яичного белка наблюдается дефицит биотина , несмотря на наличие витамина в их рационе . Был сделан вывод, что компонент яичного белка связывал биотин , что Снелл подтвердил in vitro с помощью анализа на дрожжах . Позже Снелл выделил компонент яичного белка, ответственный за связывание биотина, и в сотрудничестве с подтвердил, что изолированный яичный белок был причиной дефицита биотина или «повреждения яичного белка». В то время исследователи из Техасского университета предварительно назвали этот белок авидальбумином (буквально «голодный альбумин») . Позже название белка было изменено на «авидин» из-за его сродства к биотину (авидин + биотин) .

Приложения

Исследования 1970-х годов помогли сделать систему авидин-биотин мощным инструментом биологических наук. Зная о силе и специфичности авидин-биотинового комплекса, исследователи начали использовать куриный авидин и стрептавидин в качестве зондов и матриц сродства в многочисленных исследовательских проектах . Вскоре после этого исследователи Байер и Вилчек разработали новые методы и реагенты для биотинилирования антител и других биомолекул , что позволило использовать систему авидин-биотин в ряде биотехнологических приложений. Сегодня авидин используется в самых разных областях, от исследований и диагностики до медицинских устройств и фармацевтики.

Сродство авидина к биотину используется в широком спектре биохимических анализов, включая вестерн-блоттинг , ELISA , ELISPOT и нисходящие анализы. В некоторых случаях использование биотинилированных антител позволило заменить меченные радиоактивным йодом антитела в системах радиоиммунного анализа , чтобы получить нерадиоактивную систему анализа.

Авидин, иммобилизованный на твердых носителях, также используется в качестве очищающей среды для захвата белка или молекул нуклеиновой кислоты. Например, белки клеточной поверхности могут быть специфически помечены биотиновым реагентом, непроницаемым для мембран, а затем специфически захвачены с использованием носителя на основе авидина.

Модифицированные формы

В качестве основного заряженного гликопротеина авидин проявляет неспецифическое связывание в некоторых применениях. , дегликозилированный авидин с модифицированными аргининами, имеет более нейтральную изоэлектрическую точку (pI) и доступен в качестве альтернативы нативному авидину, когда возникают проблемы неспецифического связывания. Дегликозилированные нейтральные формы куриного авидина доступны через Sigma-Aldrich (Extravidin), Thermo Scientific (NeutrAvidin), Invitrogen (NeutrAvidin) и e-Proteins (NeutraLite).

Учитывая прочность авидин-биотиновой связи, диссоциация авидин-биотинового комплекса требует экстремальных условий, вызывающих денатурацию белка. Необратимый характер авидин-биотинового комплекса может ограничивать применение авидина в аффинной хроматографии, где желательно высвобождение захваченного лиганда. Исследователи создали авидин с обратимыми характеристиками связывания за счет нитрования или йодирования тирозина в сайте связывания . Модифицированный авидин проявляет сильные характеристики связывания биотина при рН 4 и высвобождает биотин при рН 10 или выше . Мономерная форма авидина с пониженным сродством к биотину также используется во многих коммерчески доступных аффинных смолах. Мономерный авидин создается обработкой иммобилизованного нативного авидина мочевиной или гуанидином HCl (6-8 М), придающей ему более низкую диссоциацию K D ≈ 10 -7 М . Это позволяет элюировать из матрицы авидина в более мягких, неденатурирующих условиях, с использованием низких концентраций биотина или условий с низким pH. Для одного сайта связывания биотина с высокой аффинностью без сшивки можно использовать моновалентную версию дальнего родственника авидина, стрептавидина .

Блокирование связывания биотина

Термическая стабильность и биотинсвязывающая активность авидина представляют как практический, так и теоретический интерес для исследователей, поскольку стабильность авидина необычно высока, а авидин является антинутриентом в пище человека . Исследование 1966 года, опубликованное в журнале Biochemical and Biophysical Research Communications , показало, что структура авидина остается стабильной при температуре ниже 70 °C (158 °F) °С. . Выше 70 °C (158 °F) , структура авидина быстро разрушается и к 85 °C (185 °F) обнаруживается обширная потеря структуры и потеря способности связывать биотин . Анализ, проведенный в 1991 году для Journal of Food Science, выявил существенную активность авидина в варёном яичном белке: "средняя остаточная активность авидина в жареном, варёном и варёном (2 минуты) яичном белке составляла 33, 71 и 40 % активности в сыром яичном белке. " Анализ показал, что времени приготовления было недостаточно для адекватного нагревания всех холодных участков в яичном белке. Полная инактивация биотинсвязывающей способности авидина требует кипячения более 4 минут .

Исследование 1992 года показало, что термическая инактивация биотинсвязывающей активности авидина была описана D 121 . °C = 25 мин и z = 33 °С. Это исследование противоречило предыдущим предположениям, «что сайт связывания авидина разрушается при тепловой денатурации » .

Биотин-связывающие свойства авидина были использованы при разработке , низкомолекулярного гепарина длительного действия, используемого для лечения . Из-за пролонгированного действия идрапаринукса были высказаны опасения по поводу клинического лечения геморрагических осложнений. При добавлении фрагмента биотина к молекуле идрапаринукса образуется идрабиотапаринукс; его антикоагулянтную активность в условиях кровотечения можно отменить путем внутривенного вливания авидина .

См. также

Использованная литература

  1. Satu H. Helppolainen, Kirsi P. Nurminen, Juha A. E. Määttä, Katrin K. Halling, J. Peter Slotte. // The Biochemical Journal. — 2007-08-01. — Т. 405 , вып. 3 . — С. 397–405 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  2. N. M. Green. // The Biochemical Journal. — 1963-12. — Т. 89 . — С. 585–591 . — ISSN . — doi : . 27 сентября 2022 года.
  3. J. Korpela. // Medical Biology. — 1984. — Т. 62 , вып. 1 . — С. 5–26 . — ISSN . 28 сентября 2022 года.
  4. N. M. Green. // Advances in Protein Chemistry. — 1975. — Т. 29 . — С. 85–133 . — ISSN . — doi : . 23 сентября 2022 года.
  5. R. C. Bruch, H. B. White. // Biochemistry. — 1982-10-12. — Т. 21 , вып. 21 . — С. 5334–5341 . — ISSN . — doi : . 27 сентября 2022 года.
  6. W. A. Hendrickson, A. Pähler, J. L. Smith, Y. Satow, E. A. Merritt. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1989-04. — Т. 86 , вып. 7 . — С. 2190–2194 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  7. Y. Hiller, J. M. Gershoni, E. A. Bayer, M. Wilchek. // The Biochemical Journal. — 1987-11-15. — Т. 248 , вып. 1 . — С. 167–171 . — ISSN . — doi : . 29 сентября 2022 года.
  8. ↑ R. E. Eakin, W. A. McKinley, R. J. Williams. // Science (New York, N.Y.). — 1940-09-06. — Т. 92 , вып. 2384 . — С. 224–225 . — ISSN . — doi : . 29 сентября 2022 года.
  9. ↑ Esmond E. Snell, Robert E. Eakin, Roger J. Williams. (англ.) // Journal of the American Chemical Society. — 1940-01. — Vol. 62 , iss. 1 . — P. 175–178 . — ISSN . — doi : . 24 сентября 2022 года.
  10. Nicole Kresge, Robert D. Simoni, Robert L. Hill. (англ.) // Journal of Biological Chemistry. — 2004-10. — Vol. 279 , iss. 41 . — P. e5–e6 . — doi : . 13 января 2021 года.
  11. K. Hofmann, Y. Kiso. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1976-10. — Т. 73 , вып. 10 . — С. 3516–3518 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  12. E. A. Bayer, E. Skutelsky, D. Wynne, M. Wilchek. // The Journal of Histochemistry and Cytochemistry: Official Journal of the Histochemistry Society. — 1976-08. — Т. 24 , вып. 8 . — С. 933–939 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  13. L. Angerer, N. Davidson, W. Murphy, D. Lynch, G. Attardi. // Cell. — 1976-09. — Т. 9 , вып. 1 . — С. 81–90 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  14. M. H. Heggeness, J. F. Ash. // The Journal of Cell Biology. — 1977-06. — Т. 73 , вып. 3 . — С. 783–788 . — ISSN . — doi : . 27 сентября 2022 года.
  15. E. A. Bayer, M. G. Zalis, M. Wilchek. // Analytical Biochemistry. — 1985-09. — Т. 149 , вып. 2 . — С. 529–536 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  16. M. Wilchek, H. Ben-Hur, E. A. Bayer. // Biochemical and Biophysical Research Communications. — 1986-07-31. — Т. 138 , вып. 2 . — С. 872–879 . — ISSN . — doi : . 8 июля 2022 года.
  17. ↑ E. Morag, E. A. Bayer, M. Wilchek. // The Biochemical Journal. — 1996-05-15. — Т. 316 ( Pt 1) . — С. 193–199 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  18. R. A. Kohanski, M. D. Lane. // Methods in Enzymology. — 1990. — Т. 184 . — С. 194–200 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  19. Mark Howarth, Daniel J.-F. Chinnapen, Kimberly Gerrow, Pieter C. Dorrestein, Melanie R. Grandy. // Nature Methods. — 2006-04. — Т. 3 , вып. 4 . — С. 267–273 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.
  20. ↑ T.D. Durance, N.S. Wong. (англ.) // Food Research International. — 1992-01. — Vol. 25 , iss. 2 . — P. 89–92 . — doi : . 20 июля 2021 года.
  21. Alan B. Pritchard, Donald B. McCormick, Lemuel D. Wright. (англ.) // Biochemical and Biophysical Research Communications. — 1966-12. — Vol. 25 , iss. 5 . — P. 524–528 . — doi : . 20 июля 2021 года.
  22. T. D. Durance. (англ.) // Journal of Food Science. — 1991-05. — Vol. 56 , iss. 3 . — P. 707–709 . — ISSN . — doi : .
  23. Harry R. Büller, Alex S. Gallus, Gerard Pillion, Martin H. Prins, Gary E. Raskob. // Lancet (London, England). — 2012-01-14. — Т. 379 , вып. 9811 . — С. 123–129 . — ISSN . — doi : . 28 сентября 2022 года.

Ссылки

Источник —

nelly
  • 2021-02-21
  • 1
  • Tags:

Same as Авидин

The title for the last searches