Avidin

Avidin ist ein tetrameres oder dimeres in die Eileiter von Vögeln, Reptilien und Amphibien produziert und in das Weiße in ihre Eier abgelegt Biotin-bindendes Protein. In Hühnereiweiß, macht Avidin bis etwa 0,05% des Gesamtproteins. Tetrameren Proteins enthält vier identischen Untereinheiten, von denen jede an Biotin mit hoher Affinität und Spezifität zu binden. Die Dissoziationskonstante des Avidin gemessen wird, um ≈ 10 kD M, ist eines der stärksten bekannten nicht-kovalente Bindungen.

In seiner tetrameren Form wird Avidin auf zwischen 66-69 kDa groß sein. 10% des Molekulargewichts auf Kohlenhydratgehalt von vier bis fünf Mannose und drei N-Acetylglucosamin-Resten bestehenden zurückzuführen. Die Kohlenhydrateinheiten von Avidin enthalten mindestens drei einzigartige Oligosaccharid Strukturtypen, die in Struktur und Zusammensetzung.

Funktions Avidin nur im rohen Ei gefunden, da das Biotin Avidität des Proteins wird durch das Kochen zerstört. Die natürliche Funktion der Avidin Eier ist nicht bekannt, obwohl es wurde postuliert, dass sie in den Eileiter als Bakterienwachstumsinhibitor hergestellt werden durch Bindung Biotin die Bakterien benötigen. Als Beweis dafür, Streptavidin, ein lose verwandtes Protein mit gleicher Biotin-Affinität und eine sehr ähnliche Bindungsstelle wird durch bestimmte Stämme von Streptomyces-Bakterien hergestellt und ist gedacht, um zu dienen, um das Wachstum von konkurrierenden Bakterien zu hemmen, in der Art eines Antibiotikums .

Ein nicht-glykosylierter Form von Avidin wurde von kommerziell hergestellten Produkt isoliert worden; Es ist jedoch nicht entscheidend, ob die nicht-glykosylierte Form natürlich vorkommt oder ein Produkt aus dem Herstellungsverfahren.

Entdeckung von Avidin

Avidin wurde zuerst von Esmonds Emerson Snell entdeckt. Der Weg zur Entdeckung begann mit der Beobachtung, dass die Küken auf einer Diät von rohem Eiweiß gab einen Mangel an Biotin, trotz der Verfügbarkeit des Vitamins in der Nahrung. Es wurde geschlossen, dass eine Komponente des Eiweiß wurde Maskierungs Biotin, Snell verifiziert in vitro unter Verwendung eines Hefe-Assay. Snell später isoliert die Komponente Eiweiß für Biotin-Bindung verantwortlich ist, und, in Zusammenarbeit mit Paul Gyorgy, bestätigt, dass die isolierten Ei-Protein war die Ursache der Biotinmangel oder "Eiweiß-Verletzungen". Zum Zeitpunkt des Proteins wurden ansatz avidalbumin von den beteiligten Forscher an der Universität von Texas benannt. Der Name des Proteins wurde später in "Avidin" auf Basis seiner Affinität für Biotin überarbeitet.

Anwendungen des Avidin

Forschung in den 1970er Jahren dazu beigetragen, die Avidin-Biotin-System als ein mächtiges Werkzeug in den biologischen Wissenschaften. Im Bewusstsein der Stärke und Spezifität der Avidin-Biotin-Komplex, begannen Forscher an Avidin und Streptavidin als Sonden und Affinitätsmatrizen in zahlreichen Forschungsprojekten zu nutzen. Bald nach Forscher Bayer und Wilchek entwickelten neuen Verfahren und Reagenzien, Antikörper und andere Biomoleküle Biotinylierung, die die Übertragung des Avidin-Biotin-System, um einen Bereich von biotechnologischen Anwendungen. Heute Avidin ist in Anwendungen von der Forschung und Diagnostik zu Medizinprodukten und Arzneimitteln verwendet.

Avidin Affinität für Biotin ist in weitreichenden biochemischen Assays, einschließlich Western-Blot, ELISA, ELISPOT und Pull-down-Assays ausgenutzt. In einigen Fällen ist die Verwendung von biotinylierten Antikörpern hat das Ersetzen von Radiojod markierten Antikörpern in Radioimmunoassaysystemen erlaubt, um ein Assay-System, das nicht radioaktiv ist, zu geben.

Avidin auf festen Trägern immobilisiert ist auch als Reinigungsmittel verwendet werden, um Biotin-markierte Protein oder Nukleinsäuremoleküle einzufangen. Beispielsweise können Zelloberflächenproteine ​​spezifisch mit undurchlässig Biotin markiert sein, dann spezifisch unter Verwendung eines Avidin-basierten Träger eingefangen.

Modifizierte Formen von Avidin

Als im Wesentlichen aufgeladen Glykoprotein weist Avidin unspezifische Bindung in einigen Anwendungen. Neutravidin ein deglykosyliertes Avidin mit modifizierten Arginine weist eine neutralere isoelektrischen Punkt und ist als Alternative zur Mutter Avidin, wenn Probleme der unspezifischen Bindung entstehen erhältlich. Deglykosylierter, sind neutrale Formen von Avidin durch Sigma-Aldrich, Thermo Scientific, Invitrogen und Belovo erhältlich.

Angesichts der Stärke des Avidin-Biotin-Bindung ist, die Dissoziation des Avidin-Biotin-Komplex erfordert extreme Bedingungen, die die Proteindenaturierung verursachen. Die nicht-reversible Natur der Avidin-Biotin-Komplex kann Anwendung Avidin in Affinitätschromatographieanwendungen begrenzen wo Freilassung des gefangenen Ligand erwünscht ist. Forscher haben einen Avidin mit reversiblen Bindungseigenschaften durch Nitrierung oder Jodierung der Bindungsstelle Tyrosin erstellt. Das modifizierte Avidin- Biotin zeigt eine starke Bindungscharakteristika bei pH 4 und gibt Biotin bei einem pH von 10 oder höher. Eine monomere Form von Avidin mit einer verringerten Affinität für Biotin ist ebenfalls in vielen im Handel erhältlichen Affinitätsharzen eingesetzt. Die monomeren Avidin wird durch Behandlung von immobilisiertem nativem Avidin mit Harnstoff oder Guanidin-HCl erzeugt, die ihm einen unteren Dissoziation KD ≈ 10M. Dies ermöglicht Elution vom Avidin-Matrix unter milderen, nicht-denaturierenden Bedingungen auf, unter Verwendung von geringen Konzentrationen von Biotin oder niedrigen pH-Bedingungen. Für eine einzelne hohe Affinität Biotinbindungsstelle ohne Vernetzung, eine einwertige Version von Avidin zu entfernten Verwandten, Streptavidin, verwendet werden.

Blockierung der Biotin-Bindung

Die thermische Stabilität und Biotin-Bindungsaktivität von Avidin sind sowohl praktische und theoretische Interesse für Forscher, die Stabilität Avidin ist ungewöhnlich hoch und Avidin ist ein antinutrient in der menschlichen Nahrung. A 1966 Studie in Biochemical and Biophysical Research Communications fand, daß die Struktur von Avidin bleibt bei Temperaturen unter 70 ° C stabil. Über 70 ° C wird Struktur Avidin sich schnell aufgebrochen und um 85 ° C wird weitgehenden Verlust der Struktur und die Fähigkeit, an Biotin zu binden, gefunden. A 1991 Assay für die Journal of Food Science erkannt erhebliche Avidin Aktivität in gekochtes Ei weiß: "mittlere Rest Avidin Aktivität in Spiegelei, pochiertem und gekochtem Ei weiß war 33, 71 und 40% der Aktivität in rohes Eiweiß." Der Test vermutet, dass Garzeiten nicht ausreichten, um alle kalten Stelle Bereiche innerhalb des Eiweißes ausreichend zu erhitzen. Vollständige Inaktivierung von Biotin-Bindungskapazität Avidin ist erforderlich Sieden über 4 Minuten.

Eine Studie von 1992 gefunden, daß eine thermische Inaktivierung der Biotinbindungsaktivität von Avidin wurde durch D121 ° C = 25 min und z = 33 ° C beschrieben. Die Studie wider vorherigen Annahmen ", dass die Bindungsstelle von Avidin auf Hitzedenaturierung zerstört".

Die Biotin-Bindungseigenschaften von Avidin wurden während der Entwicklung der Idrabiotaparinux nutzt, Heparin ein lang wirkendes niedrigem Molekulargewicht bei der Behandlung von venöser Thrombose. Aufgrund der lang wirkenden Art der Idraparinux wurden Bedenken hinsichtlich der klinischen Behandlung von Blutungskomplikationen gemacht. Durch Zugabe einer Biotin-Einheit an den Idraparinux Molekül wurde Idrabiotaparinux ausgebildet ist; seine gerinnungshemmende Aktivität in der Einstellung eines Blutungsereignis kann durch eine intravenöse Infusion von Avidin umgekehrt werden.

(0)
(0)
Kommentare - 0
Keine Kommentare

Fügen Sie einen Kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Zeichen übrig: 3000
captcha