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链霉亲和素(streptavidin,SA)与亲和素(avidin)的比较

2018-2-8 12:43:56点击:
一、亲和素与链霉亲和素概述

       亲和素是一种糖蛋白,可由蛋清中提取。亲和素主要包括卵白亲和素、链亲和素、卵黄亲和素及类亲和素等。后两种因其特异性亲和力低,研究不多,前两种目前已深入研究并得到广泛应用。

       亲和素又称卵白素或抗生物素,分子量为68000,pI 10~10.5;在pH9~13缓冲液中性质均稳定,耐热并耐多种蛋白水解的作用。天然亲和素为碱性蛋白,由4个相同的亚单位构成4聚体;每个亲和素亚单位通过其结构中的色氨酸残基与生物素中的Ureido环(I环)结合。因此,1个亲和素分子存在4个与生物素分子结合位点,其结合常数(Ka)高 达1015mol/L。通常,亲和素的活性单位是以亲和素结合生物素的量来表示的,即以能结合1ug生物素所需要的亲和素量为1个亲和素活性单位。一般1ug亲和素约含13~15个活性单位。
       链霉亲和素(streptavidin,SA)是从链霉菌streptomyces avidinii培养物中提取的一种分泌性蛋白质,分子量为65kDa,等电点6.0。链霉亲和素分子由4条相同的肽链组成,其氨基酸组成中,甘氨酸和丙氨酸的含量较大,而且结合生物素的活性基团也是肽链中的色氨酸残基;链霉亲和素是一种稍偏酸性(pH6.0)的蛋白质,不带任何糖基。

链霉亲和素的活性单位是以结合1μg生物素所需的量来表示,1mg链霉亲和素的最高活性可达18U。

       链霉亲和素是四聚体蛋白,一分子链霉亲和素可以高度特异性地与四分子生物素结合。链霉亲和素与生物素之间的亲和力极为强烈,亲和常数(K)为1015mol/L。链霉亲和素-生物素复合物的解离常数处于10mol/L数量级。因此链霉亲和素是一种非常完美的生物素结合蛋白,链霉亲和素的适用范围也比亲和素更为广泛。

SA与A的ka虽然相同,但在实际应用中其检测灵敏度明显优于A,其原因是SA为略偏酸性的蛋白。SA的每条肽链含159个氨基酸残基,其中赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸的含量比一般亲合素少,反之含酸性氨基酸较多,其等点为6.0,较A(pI=10)为低,同时在结构中SA不含任何糖基,而A含糖可高达10%。A的高pI及高含糖结构导致在聚苯乙烯板和硝酸纤维素膜上或与组织细胞DNA结合时,易产生一定程度的非特异性结合,造成较高的显色背景,而SA较A在应用中明显克服了这一缺点。
SA最高的活性可达18u,较A高(15u);与A一样,每个SA分子也具有4个可与生物素分子结合位点,故其效应相同。


二、链霉亲和素与亲和素的比较
1、相同点
(1)与生物素的结合能力:亲和素(AV)为13-15U,链霉亲和素(SA)为14-18U。
(2)活性中心依赖于色氨酸-赖氨酸:亲和素在氨基酸序列的70-71和110-111两个位点有色氨酸-赖氨酸,链霉亲和素在氨基酸序列的79-80和120-121两个位点含有色氨酸-赖氨酸。
 2、不同点
(1)分子量:亲和素为68KDa,链霉亲和素为65KDa。
(2)等电点:亲和素为10.5,链霉亲和素为6.0。亲和素带正电较多,非特异性结合较强。
(3)位阻效应:链霉亲和素的生物素结合位点较亲和素深,位阻效应较强,长臂生物素更适合。
(4)生物素的结合:亲和素随机结合,链霉亲和素协同结合。

(5)蛋白质结构:亲和素含二硫键和10%糖,链霉亲和素含甘氨酸丙氨酸较多,无糖和二硫键。

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三、链霉亲和素相关产品
1、标记化链霉亲和素
或荧光素等修饰链霉亲和素,应用于ELISA放大检测信号,提高检测灵敏度。
(1)异硫氰酸荧光素(FITC)标记链霉亲和素
荧光素是目前广泛用于免疫病理、细胞化学、流氏细胞、病理等方面的免疫标记试剂。将异硫氰酸荧光素(FITC)共价交联到链霉亲和素分子的氨基基团上,经过纯化、蛋白定量、FITC浓度及效价鉴定制备而成。

(2)辣根过氧化物标记链霉亲和素


2、链霉亲和素标板

将链霉亲和素直接或间接预包被在标板上,稳定性高,易于保存,使用时只要加入生物素化的抗体或者抗原即可。


3、链霉亲和素磁珠

链霉亲和素磁珠由磁微粒与高纯度链霉亲和素共价结合而成。磁珠可用于捕获生物素标记的底物,包括生物素标记的抗原、抗体和核酸。生物素-链霉亲和素的相互作用很强,非特异性结合率很低,使得被捕获的底物可满足后续实验要求。链霉亲和素磁珠逐渐取代链霉亲和素标板成为链霉亲和素在分子诊断、细胞筛选等应用领域的首选方案。生产链霉亲和素磁珠的厂家很多,就笔者用过的较好的进口产品有Dynal、GE、Promega等国际品牌,但价格昂贵,值得一提的是国内的PuriMag 的链霉亲和素磁珠,在生物素结合量、背景噪音、稳定性和磁响应性等方面均可全面与国际品牌相媲美,对于注重性价比的企业和研究单位,是制得选择的。

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