生物素化，也稱為生物素標(biāo)記，是將生物素共價(jià)連接到蛋白質(zhì)、核酸或其他分子的過程。生物素化快速、特異，并且由于生物素尺寸小（MW=244.31 g/mol），因此不太可能干擾分子的天然功能。生物素（維生素 H）以高的親和力、快速的結(jié)合速率和高特異性結(jié)合鏈霉親和素和親和素，這些相互作用在生物技術(shù)的許多領(lǐng)域中用于分離感興趣的生物素化分子。生物素與鏈霉親和素和親和素的組合可耐受高溫、pH 和蛋白水解，這使得在各種環(huán)境下捕獲生物素化分子成為可能。類似地，多個(gè)生物素分子可以與靶蛋白綴合，從而可以組合多個(gè)鏈霉親和素、親和素或中性親和素蛋白分子，提高了檢測目的蛋白的靈敏度。有許多生物素化試劑可以利用各種可能的標(biāo)記方法。由于生物素和鏈霉親和素之間的強(qiáng)親和力，生物素化蛋白質(zhì)的純化已廣泛用于鑒定蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用和翻譯后事件，例如分子生物學(xué)中的泛素化。

生物素化試劑和溶解度

生物素化試劑的溶解度極大地影響標(biāo)記靶蛋白或其他大分子的能力。蛋白質(zhì)具有基于氨基酸側(cè)鏈和蛋白質(zhì)構(gòu)象的疏水性和親水性區(qū)域，并且這些區(qū)域可以基于試劑的溶解度促進(jìn)或限制生物素化。此外，基于試劑的溶解度，靶蛋白微環(huán)境的疏水性可以阻止或允許生物素化。例如，表面生物素化是研究表面分子表達(dá)或內(nèi)體運(yùn)輸?shù)某Ｓ梅椒?。它要求生物素化試劑是親水性的，以防止其穿過疏水性的細(xì)胞膜，從而限制生物素標(biāo)記在細(xì)胞表面。所以，合適的生物素化試劑的選擇取決于目標(biāo)氨基酸和蛋白質(zhì)或大分子的微環(huán)境。

生物素化試劑的溶解度基于反應(yīng)部分、間隔臂或兩者的組合的溶解度。一些反應(yīng)基團(tuán)本身帶電，因此是水溶性的，而不帶電的基團(tuán)則需要進(jìn)行修飾（例如磺化）。使間隔臂可溶的常見方法是摻入聚乙二醇（PEG），它具有高溶解性和柔韌性。由PEG組成的間隔臂可以使具有不帶電反應(yīng)基團(tuán)的生物素化試劑變得可溶，或者使具有帶電反應(yīng)基團(tuán)的生物素化試劑更易溶解。此外，與非生物素化蛋白質(zhì)相比，含有 PEG 的生物素標(biāo)簽帶來的溶解度增加有助于防止生物素化蛋白質(zhì)在長期儲(chǔ)存過程中聚集。

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