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9048-46-8 / 牛血清白蛋白的应用

牛血清白蛋白大概(BSA)是生化实验室最为常见、应用最为广泛的蛋白质了。虽然小小的BSA并不那么起眼,但是在生化实验当中,却常常扮演十分关键的角色。

BSA前体蛋白全长607个氨基酸。前体蛋白从N端脱去18个信号肽,以及6个前肽,形成含有583个氨基酸、分子量约为66.5kDa的成熟BSA蛋白。

牛血清白蛋白的应用

应用

BSA的应用非常广泛。在生化实验中,常将BSA用于维持蛋白稳定性,以及ELISA实验、western blot,以及磁免疫检测中的固相封闭。

1 维持蛋白的稳定性

当蛋白质处于“压力”的状态下,如加热、紫外照射、氧化、剪切力等,蛋白质的空间折叠趋于延展,导致内部疏水位点暴露,发生无定形聚集或者形成高结构化的淀粉样蛋白,从而失去生物活性。BSA具有良好的热稳定性,当温度上升至65度时,其空间结构的变化依然是可逆的。BSA另一个特点是能够和许多物质形成可逆结合,特别是水溶性较差的物质,如脂肪酸、血红素、胆红素、带负电荷的芳香化合物等,能够增加其水溶性。因此,BSA是理想的蛋白保护剂。当酶、或抗体等蛋白质发生空间结构变化,BSA能够与其发生可逆结合,形成稳定的、可溶的高分子复合物,防止蛋白发生无定形聚集。另外,溶液中的BSA能够与容器表面结合,防止蛋白吸附在容器表面而浓度降低。

2 免疫检测当中固相封闭蛋白

在免疫检测过程中,需要将抗体固定在固相表面,如微孔板,磁颗粒、聚苯乙烯微球或硝酸纤维膜表面。由于蛋白是一种粘性较大的分子,检测过程中,样本中的杂蛋白会与固相表面的疏水位点发生非特异性结合,造成背景干扰。因此,需要将固相表面的多余位点用封闭剂将其封闭,常用的封闭剂,如BSA、酪蛋白、明胶等能够吸附在固相表面,防止抗体、或者抗原与固相表面发生非特异性结合,降低检测本底,提高灵敏度。

BSA是一种球蛋白,分子量约为66.5kDa,表面含有大量的氨基和羧基残基,并且BSA的空间结构能够随着温度、pH、盐浓度发生变化,是一种柔性分子。作为常见的封闭蛋白,BSA能够与亲水表面、疏水表面,以及活化的共价结合表面,如活化羧基、氨基、环氧基、甲苯磺酰基等结合,抑制非特异性吸附,是一种理想的固相封闭剂。

BSA表面含有大量的羧基、氨基,能够用于表面的活化基团结合,封闭多余位点,最为常见的是化学发光免疫磁珠偶联抗体当中的应用。如用EDC活化羧基表面磁珠后,能够和抗体表面氨基反应,使抗体共价结合在磁珠表面。这一过程需要对多余的活化羧基位点进行封闭,BSA分子尺寸更小,能够进入到表面抗体间的间隙,并且由于表面含有大量的氨基,与活化羧基反应,封闭多余的活性位点。同时,BSA表面含有大量的羧基,还能够改善磁珠的亲水性。另外,BSA表面含有一定的氨基酸疏水残基,如丙氨酸、亮氨酸等,也能够对表面的疏水位点进行封闭。

值得注意的是,Larsericsdotter等人研究发现,BSA在磷酸盐溶液中,在固相表面吸附更为紧凑,形成的结构也更为稳定。这是因为,磷酸盐与BSA上的甘氨酸和精氨酸结合,能够消除结构性静电排斥。因此BSA在磷酸缓冲液中结构更为稳定,在固相表面具有更高的结合效率。

BSA除了能够用作蛋白稳定剂、固相封闭剂之外,还可以作为小分子的载体,如通过把荧光分子修饰在BSA表面,再将荧光-BSA与抗体偶联,在增加荧光强度的同时,避免由于抗体的过度修饰而导致抗体失活。

来源:生物医学知识局