生物素標記蛋白的方法及應用_abio生物試劑品牌網
生物素的特性
生物素（Biotin），又稱維生素H、維生素B7或輔酶R，分子量僅244 Da，是人體多種羧化酶的輔助因子。它能夠以超高親和力（Kd≈10?1?M）與親和素（Avidin）或鏈霉親和素（Streptavidin, SA）結合，這種結合強度遠超抗原-抗體作用（高103-10?倍）
親和素：來源于蛋清，由四個相同亞基組成，穩定性極強，但因其糖基化特性可能引起非特異性結合。
鏈霉親和素：源自鏈霉菌的非糖基化蛋白（53 kDa），與生物素結合力接近共價鍵（Kd≈10?1?M），且對溫度、pH、蛋白酶等耐受性更強。
兩者的共同優勢使其成為生化檢測、診斷、藥物遞送等領域的核心工具。
生物素標記蛋白的方法
生物素化（Biotinylation）是將生物素共價偶聯到目標蛋白的過程。由于生物素分子小，標記后通常不會干擾蛋白功能，卻能顯著提升其“可操作性”——便于檢測、純化或固定。
化學標記法
氨基標記：通過NHS-酯與賴氨酸殘基反應，單蛋白可標記多個生物素。
巰基標記：馬來酰亞胺-生物素與半胱氨酸硫醇基團形成穩定硫醚鍵。
羧基標記：利用碳二亞胺（EDC）連接生物素與蛋白羧基。
酶促標記法（Avi-Tag技術）
原理：在目標蛋白中添加一段15肽的Avi標簽（GLNDIFEAQKIEWHE），通過生物素連接酶BirA催化，將生物素共價連接到特定賴氨酸位點。
優勢：標記位點精準，適用于抗體開發、細胞標記等場景。
挑戰：需優化表達系統，避免包涵體形成或生物素脫落。
生物素化蛋白的核心應用
生物素-親和素系統的超高結合力與靈活性，使其成為多種技術的“黃金搭檔”。
親和純化
流程：生物素化目標蛋白→結合鏈霉親和素固相載體（如磁珠/柱子）→競爭洗脫或緩沖液洗脫。
優勢：特別適用于低豐度蛋白的高效純化。
檢測與分析技術
生物層干涉（BLI）：實時監測生物分子相互作用，生物素化蛋白可穩定固定在傳感器表面，分析結合動力學。
表面等離子共振（SPR）：通過生物素-鏈霉親和素固定蛋白，精確檢測配體結合與解離。
ELISA靈敏度升級：鏈霉親和素-生物素系統（SABS）可放大信號，降低空間位阻，檢測靈敏度提升10-100倍[8]。
免疫沉淀與流式細胞術
免疫沉淀（IP）：生物素化抗體結合鏈霉親和素磁珠，快速捕獲目標抗原。
流式細胞分選（FACS）：生物素標記細胞表面蛋白，結合熒光標記鏈霉親和素，實現高分辨率分選。
參考文獻
[1] Akshay JAIn, Kun Cheng. The principles and applications of avidin-based nanoparticles in drug delivery and diagnosis. J Control Release. 2017 Jan 10:245:27-40.
[2] Li G. Nano-insPIred biosensors for protein assay with clinical applications. Elsevier; 2018 Aug 29.
[3] Young, Tracy A., et al. Second-harmonic generation (SHG) for conformational measurements: Assay development, optimization, and screening. Methods in Enzymology. Vol. 610. Academic Press, 2018. 167-190.
[4] Giuliano Elia. Protein biotinylation. Curr Protoc Protein Sci. 2010 Apr:Chapter 3:3.6.1-3.6.21.
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