生物素与亲和素之间的相互作用是生物技术领域中最重要的高亲和力结合对之一,其结合常数高达10^15 M^-1,是已知最强的非共价生物相互作用之一。然而在许多实验流程中,我们需要断裂这种结合,本文将全面解析生物素-亲和素系统的解离方法。

生物素,又称维生素B7或维生素H,是一种水溶性维生素,分子量为244.31 Da。亲和素是一种从蛋清中提取的四聚体糖蛋白,分子量约为66-69 kDa。每个亲和素分子有四个生物素结合位点,两者结合具有极高的亲和力和特异性。

除了天然亲和素外,链霉亲和素是其更常用的变体,来自链霉菌,不含糖基化,等电点接近中性,因此非特异性结合远低于亲和素,在现代生物技术应用中更为广泛。
在实际实验应用中,有多种情况需要断裂生物素与亲和素的结合:

原理:极度酸性或碱性条件会导致蛋白质变性,破坏结合位点结构
实施方案:
原理:使用化学变性剂破坏蛋白质三维结构
常用试剂:
原理:使用高浓度游离生物素竞争性取代结合的生物素
实施方案:在缓冲液中加入2-10 mM生物素,孵育30-60分钟
优点:温和,能保持生物分子活性
缺点:解离速度较慢,且系统中引入的游离生物素可能干扰后续实验
原理:破坏疏水相互作用,影响结合稳定性
常用去垢剂:
原理:高温导致蛋白质变性
条件:70-100℃加热5-15分钟
适用性:通常与SDS等变性剂联合使用,主要用于SDS-PAGE样品制备

原理:天然亲和素含有二硫键,还原剂能破坏其结构
试剂:10-50 mM DTT(二硫苏糖醇)或β-巯基乙醇
注意:此方法对不含二硫键的链霉亲和素无效