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Avidine

Vue d'ensemble biologique

Avidine est une protéine tetrameric produite dans les oviductes des oiseaux, des reptiles et des amphibies qui est déposée dans les blancs de leurs oeufs. En blanc d'oeuf de poulet, l'avidine compose approximativement 0.05% de protéine totale (approximativement 1.8mg par oeuf). La protéine tetrameric contient quatre sous-unités identiques (homotetramer) qui peuvent lier à la biotine (vitamine H) avec un degré élevé d'affinité et de spécificité. La constante de dissociation de l'avidine est mesurée pour être K_D10^-15M, lui faisant un des liens non-covalents connus les plus forts^[1].

Sous sa forme tetrameric, on estime que l'avidine est entre 66-69kDa dans la taille^[2]. 10% du poids moléculaire est attribué à la teneur en hydrates de carbone composée de quatre à cinq trois de N-acetylglucosamine résidus de mannose et^[3]. Les parties d'hydrate de carbone d'avidine contiennent au moins trois types structuraux d'oligosaccharide unique qui sont semblables en structure et composition^[4]. Une forme non-glycosylée d'avidine a été isolée dans le produit préparé dans le commerce cependant ; il n'est pas concluant si la forme non-glycosylée se produise naturellement ou est un produit du processus de fabrication^[5].

Découverte de l'avidine

L'avidine a été découverte la première fois par Esmond Emerson Snell (1914-2003). L'itinéraire à la découverte a commencé par l'observation que les poussins à un régime de blanc d'oeuf cru étaient déficients en biotine, en dépit de la disponibilité de la vitamine dans leur régime^[6]. On l'a conclu qu'un composant du blanc d'oeuf séquestrait la biotine^[7] quel Snell a vérifié in vitro employer une analyse de levure^[8]. Snell plus tard a isolé le composant du blanc d'oeuf responsable de l'attache de biotine et en collaboration avec Paul Gyorgy, confirmé que la protéine d'isolement d'oeufs était la cause de l'insuffisance de biotine ou des « dommages de blanc d'oeuf »^[9]. Lorsque la protéine avait été à titre d'essai appelée avidalbumin (littéralement, albumine affamée) par les chercheurs impliqués à l'université du Texas^[10]. Le nom de la protéine plus tard a été mis à jour à l'avidine basée sur son affinité pour la biotine (avide + la biotine)^[11].

Applications de l'avidine

Recherche dans les années 70 aidées pour établir le système d'Avidine-biotine comme outil puissant dans les sciences biologiques. Averti de la force et de la spécificité du complexe d'Avidine-biotine, chercheurs a commencé à exploiter l'avidine comme matrice de sonde et d'affinité dans de nombreux projets de recherche^{[12][13][14][15]}. Peu après, chercheurs tels que Bayer et Wilchek nouvelles méthodes développées et réactifs aux anticorps de biotinylate et à d'autres biomolécules^[16][17], permettant le transfert du système d'Avidine-biotine à une gamme des applications biotechnological. Aujourd'hui l'avidine est employée dans les applications s'étendant de la recherche et du diagnostic aux dispositifs et aux pharmaceutiques médicaux.

L'affinité de l'avidine pour la biotine est exploitée dans des analyses biochimiques étendues, incluant tache occidentale, ELISA, ELISPOT et déroulant analyses. L'avidine immobilisée sur les appuis pleins est également employée comme médias de purification pour capturer biotine-marqué molécules de protéine ou d'acide nucléique. Par exemple, des protéines extérieures de cellules peuvent être spécifiquement marquées avec du réactif imperméable de biotine de membrane, puis être spécifiquement capturées en utilisant un appui avidine-basé.

Formes modifiées d'avidine

Comme glycoprotéine fondamentalement chargée, l'avidine est prétendue pour montrer l'attache non spécifique dans quelques applications. Neutravidin, une avidine déglycosylée avec des arginines modifiées, montre pi plus neutre et est disponible comme alternative à l'avidine indigène où les problèmes de l'attache non spécifique surgissent. Les formes déglycosylées et neutres d'avidine sont disponibles par le Sigma-Aldrich (Extravidin), scientifique thermo (NeutrAvidin), l'Invitrogen (NeutrAvidin) et le Belovo (NeutraLite^TM).

Etant donné la force du lien d'avidine-biotine, la dissociation du complexe d'avidine-biotine exige les conditions extrêmes qui causent la dénaturation de protéine. La nature irréversible du complexe d'avidine-biotine peut limiter l'application de l'avidine dans des applications de chromatographie d'affinité où le dégagement du ligand capturé est souhaitable. Les chercheurs ont créé une avidine avec des caractéristiques de liage réversibles par la nitration ou l'iodination de la tyrosine d'accepteur^[18]. L'avidine modifiée montre des caractéristiques de liage fortes de biotine à pH 4 et libère la biotine à un pH de 10 ou plus haut^[19]. Une forme monomérique d'avidine avec une affinité réduite pour la biotine est également utilisée en beaucoup de résines disponibles dans le commerce d'affinité. L'avidine monomérique est créée par traitement de l'avidine indigène immobilisée avec de l'urée ou la guanidine HCl (6-8M) lui donnant une dissociation inférieure K_D10^-7M^[20]. Ceci permet à l'élution de la matrice d'avidine de se produire sous plus doux, non-dénaturant des conditions, en utilisant de basses concentrations de biotine ou de conditions de pH faible.

Notes

Références

• Angerer, L. et autres., (1976) une étude de microscope électronique des positions relatives du 4S et gènes ribosomal d'ARN en ADN mitochondrique de cellules hela. Cellule. 9, 81-90.
• Bayer, ea. et autres., (1985). biocytin 3 (de N-Maleimido-propionyl) : un réactif biotinylating thiol-spécifique souple. Anal. Biochimie., 149, 529-536.
• Bayer, ea., et autres., (1976) préparations des conjugés de ferritin-avidine par alkylation réductrice pour l'usage dans cytochemistry à microscope électronique. J. Histochem. Cytochem. 24, 933-939.
• Bruch, R. Et blanc, H. (1982). Hétérogénéité compositionnelle et structurale des glycopeptides d'avidine. Biochimie, 21, 5334-5341.
• Eakin, E. et autres., (1940). Dommages de blanc d'oeuf dans les poussins et son rapport avec une insuffisance de la vitamine H (biotine). La Science, 92, 224
• Vert, N. (1963). L'utilisation de [¹⁴C] Biotine pour des études cinétiques et pour l'analyse. Biochimie J, 89, 585-591
• Vert, N. (1975). « Avidine, » avances en chimie de protéine 29, 85-133.
• Gyorgy, P. (1941). Dommages de blanc d'oeuf comme résultat de non-absorption ou d'inactivation de biotine. La Science, 93, 447-478.
• Heggeness, MH. Et cendre, JF. (1977) Utilisation du complexe d'Avidine-biotine pour la localisation de l'actine et de la myosine avec la microscopie de fluorescence. J. Cellule. Biol. 73, 783-788.
• Hiller., Y et autres., (1987). Biotine liant à l'avidine. Biochimie. J., 248, 167-171.
• Hofmann, K., et Kiso, Y. (1976) Une approche à l'attachement visé des peptides et des protéines aux appuis pleins. Proc. National. Acad. Sci. LES Etats-Unis. 73, 3516-3518.
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• Kresge, N. et autres., (2004). La découverte de l'avidine par Esmond E. Snell. J. Bio. Chim. 279, e5
• Morag, E. et autres., (1996) réversibilités de biotine-lier par modification sélective de tyrosine en avidine. Biochimie. J. 316, 193-199.
• Snell, E. et autres., (1940). Un essai quantitatif pour la biotine et observations concernant son occurrence et propriétés. J. AM. Chim. Soc., 62, 175-178.
• Wilchek, M. et autres., (1986). biocytin de p-Diazobenzoyl--un nouveau réactif biotinylating pour marquer des tyrosines et des histidines en protéines. Biochimie. Biophys. Recherche. Commun. 138, 872-879.