链霉亲和素(streptavidin,SA)是与亲和素(avidin,AV)有相似生物学特性的一种蛋白质,是streptomyces avidinii菌的分泌物,其分子量及结合生物素的能力与鸡蛋清中的亲和素相似,等电点6.0,非特异性结合远比亲和素低。
一、结构基础:
链霉亲和素的结构:链霉亲和素是一种由链霉菌 Streptomyces Avidinii 分泌的四聚体蛋白,每个分子质量约为 66 千道尔顿,由四条相同的肽链构成,富含甘氨酸和丙氨酸,并包含结合生物素的关键色氨酸残基,呈微酸性,等电点约为 6.0,且不含糖基修饰。
生物素的结构:生物素是一种水溶性维生素,分子量为 244.31 道尔顿,其分子结构中的戊酸侧链可以衍生化,以促进用于将生物素与蛋白质偶联的各种反应性基团掺入,而不会改变生物素对链霉亲和素的结合亲和力。
结合位点与相互作用:链霉亲和素的每条肽链都可以结合一个生物素分子,一个链霉亲和素分子能够结合 4 个生物素分子。其结合位点位于链霉亲和素的肽链中的色氨酸残基,而生物素分子中的 ureido 环(I 环)是与链霉亲和素结合的关键部位,二者通过非共价键特异性结合,形成极为稳定的复合物。
二、结合力类型 :
静电作用:链霉亲和素和生物素具有异号荷电,能够相互吸引,促进二者的结合。
疏水作用:在链霉亲和素和生物素中存在着某种强烈的范德华斥力作用,使双方具有相互结合的能力。
物理作用:指链霉亲和素和生物素之间态能最小的结合,使二者结合时能够形成能量稳定的复合物。
三、结合特点:
高亲和力:链霉亲和素与生物素之间的结合常数高达 10¹⁵mol/L,是抗原抗体间结合常数的 1 万倍以上,这种高亲和力使得它们在很低的浓度下就能迅速特异性结合,并且结合后形成的复合物稳定性极强,解离常数位于 10⁻¹⁴mol/L 数量级。
特异性强:二者的结合具有高度的特异性,不受温度、有机溶剂、变性剂、极端 pH 等因素的影响,能够在复杂的生物体系中准确地识别和结合对方,而不会与其他分子发生非特异性结合。