生物素-親和素系統(tǒng)(Biotin-Avidin System,以下簡(jiǎn)稱BAS)是半個(gè)世紀(jì)前發(fā)現(xiàn)的一種新型生物反應(yīng)放大系統(tǒng)。生物素與親和素之間高親合力的牢固結(jié)合,使BAS免疫標(biāo)記和有關(guān)示蹤分析更加靈敏,生物素-親和素系統(tǒng)目前已廣泛用于抗原、抗體的定性、定量檢測(cè)及定位觀察研究。
生物素(D-biotin)分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖,分子量244.31Da.生物素分子有兩個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)(如下左圖),其中咪唑酮環(huán)是與親和素結(jié)合的主要部位;噻吩環(huán),C2上有一戊酸側(cè)鏈,其末端羧基是結(jié)合抗體和其他生物大分子的惟一結(jié)構(gòu),經(jīng)化學(xué)修飾后,生物素可成為帶有多種活性基團(tuán)的衍生物——活化生物素(如下右圖)
親和素(avidin,AV)亦稱抗生物素蛋白、卵白素,是從卵白蛋白中提取的一種由4個(gè)相同亞基組成的堿性糖蛋白,分子量為68kD。4個(gè)相同的亞基使每個(gè)親和素能最多可結(jié)合4個(gè)分子的生物素。生物素與親和素之間具有極強(qiáng)的親和力,比抗原與抗體間的親和力高得多。并且,二者的結(jié)合穩(wěn)定性好、專一性強(qiáng)。
生物素-親和素系統(tǒng)有哪些優(yōu)點(diǎn):
靈敏度
生物素易與蛋白質(zhì)、核酸類及其他生物大分子結(jié)合,形成的生物素衍生物,不僅保持了大分子物質(zhì)的原有生物活性,而且具有多價(jià)性。此外,每個(gè)親和素分子有四個(gè)生物素結(jié)合部位,可同時(shí)以多價(jià)形式結(jié)合生物素化的大分子衍生物和標(biāo)記物。因此,BAS具有多級(jí)放大作用,使其在應(yīng)用時(shí)可極大地提高檢測(cè)方法的靈敏度。
特異性
親和素與生物素間的結(jié)合呈高度特異性。因此,BAS的多層次放大作用在提高靈敏度的同時(shí),并不增加非特異性干擾。而且,BAS結(jié)合特性不會(huì)因反應(yīng)試劑的高度稀釋而受影響。因此,在實(shí)際應(yīng)用中可**限度地降低反應(yīng)試劑的非特異作用。
穩(wěn)定性
親和素結(jié)合生物素的親和常數(shù)可為抗原-抗體反應(yīng)的百萬(wàn)倍,二者結(jié)合形成復(fù)合物的解離常數(shù)很小,呈不可逆反應(yīng)性;而且酸、堿、變性劑、蛋白水解酶以及有機(jī)溶劑均不影響其結(jié)合。因此,BAS在實(shí)際應(yīng)用中,產(chǎn)物的穩(wěn)定性高,從而可降低操作誤差,提高測(cè)定的精確度。
適用性
生物素及親和素可形成各種各樣的衍生物。這些衍生物可通過(guò)標(biāo)記物(如酶、熒光素或放射性元素)用于一系列檢測(cè)和分離純化,包括細(xì)胞、組織、體液中的抗原-抗體、激素-受體、核酸系統(tǒng)等。同時(shí)一些已上市的基于BAS的試劑也為臨床診斷和科研提供了便利。