牛血清白蛋白大概(BSA)是生化實(shí)驗(yàn)室最為常見、應(yīng)用最為廣泛的蛋白質(zhì)了。雖然小小的BSA并不那么起眼,但是在生化實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,卻常常扮演十分關(guān)鍵的角色。
BSA前體蛋白全長607個(gè)氨基酸。前體蛋白從N端脫去18個(gè)信號肽,以及6個(gè)前肽,形成含有583個(gè)氨基酸、分子量約為66.5kDa的成熟BSA蛋白。
應(yīng)用
BSA的應(yīng)用非常廣泛。在生化實(shí)驗(yàn)中,常將BSA用于維持蛋白穩(wěn)定性,以及ELISA實(shí)驗(yàn)、western blot,以及磁免疫檢測中的固相封閉。
1 維持蛋白的穩(wěn)定性
當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)處于“壓力”的狀態(tài)下,如加熱、紫外照射、氧化、剪切力等,蛋白質(zhì)的空間折疊趨于延展,導(dǎo)致內(nèi)部疏水位點(diǎn)暴露,發(fā)生無定形聚集或者形成高結(jié)構(gòu)化的淀粉樣蛋白,從而失去生物活性。BSA具有良好的熱穩(wěn)定性,當(dāng)溫度上升至65度時(shí),其空間結(jié)構(gòu)的變化依然是可逆的。BSA另一個(gè)特點(diǎn)是能夠和許多物質(zhì)形成可逆結(jié)合,特別是水溶性較差的物質(zhì),如脂肪酸、血紅素、膽紅素、帶負(fù)電荷的芳香化合物等,能夠增加其水溶性。因此,BSA是理想的蛋白保護(hù)劑。當(dāng)酶、或抗體等蛋白質(zhì)發(fā)生空間結(jié)構(gòu)變化,BSA能夠與其發(fā)生可逆結(jié)合,形成穩(wěn)定的、可溶的高分子復(fù)合物,防止蛋白發(fā)生無定形聚集。另外,溶液中的BSA能夠與容器表面結(jié)合,防止蛋白吸附在容器表面而濃度降低。
2 免疫檢測當(dāng)中固相封閉蛋白
在免疫檢測過程中,需要將抗體固定在固相表面,如微孔板,磁顆粒、聚苯乙烯微球或硝酸纖維膜表面。由于蛋白是一種粘性較大的分子,檢測過程中,樣本中的雜蛋白會與固相表面的疏水位點(diǎn)發(fā)生非特異性結(jié)合,造成背景干擾。因此,需要將固相表面的多余位點(diǎn)用封閉劑將其封閉,常用的封閉劑,如BSA、酪蛋白、明膠等能夠吸附在固相表面,防止抗體、或者抗原與固相表面發(fā)生非特異性結(jié)合,降低檢測本底,提高靈敏度。
BSA是一種球蛋白,分子量約為66.5kDa,表面含有大量的氨基和羧基殘基,并且BSA的空間結(jié)構(gòu)能夠隨著溫度、pH、鹽濃度發(fā)生變化,是一種柔性分子。作為常見的封閉蛋白,BSA能夠與親水表面、疏水表面,以及活化的共價(jià)結(jié)合表面,如活化羧基、氨基、環(huán)氧基、甲苯磺?;冉Y(jié)合,抑制非特異性吸附,是一種理想的固相封閉劑。
BSA表面含有大量的羧基、氨基,能夠用于表面的活化基團(tuán)結(jié)合,封閉多余位點(diǎn),最為常見的是化學(xué)發(fā)光免疫磁珠偶聯(lián)抗體當(dāng)中的應(yīng)用。如用EDC活化羧基表面磁珠后,能夠和抗體表面氨基反應(yīng),使抗體共價(jià)結(jié)合在磁珠表面。這一過程需要對多余的活化羧基位點(diǎn)進(jìn)行封閉,BSA分子尺寸更小,能夠進(jìn)入到表面抗體間的間隙,并且由于表面含有大量的氨基,與活化羧基反應(yīng),封閉多余的活性位點(diǎn)。同時(shí),BSA表面含有大量的羧基,還能夠改善磁珠的親水性。另外,BSA表面含有一定的氨基酸疏水殘基,如丙氨酸、亮氨酸等,也能夠?qū)Ρ砻娴氖杷稽c(diǎn)進(jìn)行封閉。
值得注意的是,Larsericsdotter等人研究發(fā)現(xiàn),BSA在磷酸鹽溶液中,在固相表面吸附更為緊湊,形成的結(jié)構(gòu)也更為穩(wěn)定。這是因?yàn)?,磷酸鹽與BSA上的甘氨酸和精氨酸結(jié)合,能夠消除結(jié)構(gòu)性靜電排斥。因此BSA在磷酸緩沖液中結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定,在固相表面具有更高的結(jié)合效率。
BSA除了能夠用作蛋白穩(wěn)定劑、固相封閉劑之外,還可以作為小分子的載體,如通過把熒光分子修飾在BSA表面,再將熒光-BSA與抗體偶聯(lián),在增加熒光強(qiáng)度的同時(shí),避免由于抗體的過度修飾而導(dǎo)致抗體失活。
來源:生物醫(yī)學(xué)知識局