生物素-亲和素系统(Biotin-Avidin System,以下简称BAS)是半个世纪前发现的一种新型生物反应放大系统。生物素与亲和素之间高亲合力的牢固结合,使BAS免疫标记和有关示踪分析更加灵敏,生物素-亲和素系统目前已广泛用于抗原、抗体的定性、定量检测及定位观察研究。
生物素(D-biotin)分子结构见图,分子量244.31Da.生物素分子有两个环状结构(如下左图),其中咪唑酮环是与亲和素结合的主要部位;噻吩环,C2上有一戊酸侧链,其末端羧基是结合抗体和其他生物大分子的惟一结构,经化学修饰后,生物素可成为带有多种活性基团的衍生物——活化生物素(如下右图)
亲和素(avidin,AV)亦称抗生物素蛋白、卵白素,是从卵白蛋白中提取的一种由4个相同亚基组成的碱性糖蛋白,分子量为68kD。4个相同的亚基使每个亲和素能最多可结合4个分子的生物素。生物素与亲和素之间具有极强的亲和力,比抗原与抗体间的亲和力高得多。并且,二者的结合稳定性好、专一性强。
生物素-亲和素系统有哪些优点:
灵敏度
生物素易与蛋白质、核酸类及其他生物大分子结合,形成的生物素衍生物,不仅保持了大分子物质的原有生物活性,而且具有多价性。此外,每个亲和素分子有四个生物素结合部位,可同时以多价形式结合生物素化的大分子衍生物和标记物。因此,BAS具有多级放大作用,使其在应用时可极大地提高检测方法的灵敏度。
特异性
亲和素与生物素间的结合呈高度特异性。因此,BAS的多层次放大作用在提高灵敏度的同时,并不增加非特异性干扰。而且,BAS结合特性不会因反应试剂的高度稀释而受影响。因此,在实际应用中可**限度地降低反应试剂的非特异作用。
稳定性
亲和素结合生物素的亲和常数可为抗原-抗体反应的百万倍,二者结合形成复合物的解离常数很小,呈不可逆反应性;而且酸、碱、变性剂、蛋白水解酶以及有机溶剂均不影响其结合。因此,BAS在实际应用中,产物的稳定性高,从而可降低操作误差,提高测定的精确度。
适用性
生物素及亲和素可形成各种各样的衍生物。这些衍生物可通过标记物(如酶、荧光素或放射性元素)用于一系列检测和分离纯化,包括细胞、组织、体液中的抗原-抗体、激素-受体、核酸系统等。同时一些已上市的基于BAS的试剂也为临床诊断和科研提供了便利。