牛血清白蛋白溶液(1% BSA)的应用

背景^[1-3]

牛血清白蛋白溶液(1%BSA)主要由BSA(1%)、防腐剂、去离子水组成，主要用于包被、蛋白添加剂等。牛血清白蛋白（BSA），是牛血清中的一种球蛋白，包含607个氨基酸残基，分子量为66.446KDa，等电点为4.7。牛血清白蛋白在生化实验中有广泛的应用。

牛血清白蛋白是牛血清中主要成份。除包括可携带金属离子、脂肪酸和自身是激素类蛋白外主要还有白蛋白，球蛋白。纤维粘连素细胞促进细胞附着；α2巨球蛋白抑制胰蛋白酶的作用；胎牛血清中含胎球蛋白促细胞附着；转铁蛋白能结合铁离子，减少其毒性和被细胞利用。

牛血清中的简单蛋白，是血液的主要成分（38g/1000ml），分子量68kD。等电点4.8。含氮量16%，含糖量0.08%。仅含己糖和己糖胺，含脂量只有0.2%。白蛋白由581个氨基酸残基组成，其中35个半胱氨酸组成17个二硫键，在肽链的第34位有一自由巯基。

白蛋白可与多种阳离子、阴离子和其他小分子物质结合。血液中的白蛋白主要起维持渗透压作用、PH缓冲作用、载体作用和营养作用。在动物细胞无血清培养中，添加白蛋白可起到生理和机械保护作用和载体作用。

牛血清白蛋白（BSA），又称第五组分，是牛血清中的一种球蛋白，包含583个氨基酸残基，分子量为66.430 Da，等电点为4.7。牛血清白蛋白在生化实验中有广泛的应用，例如在western blot中作为Blocking agent。

应用^[4][5]

用于血管紧张素转化酶抑制剂与牛血清白蛋白的相互作用的研究

运用光谱法分别研究了四种血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)与牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)的相互作用机制,并用计算机模拟技术对相互作用机制进行微观的预测和解释。前者能了解并表征ACEIs与BSA的作用的关键参数,后者在分子水平上探讨四种ACEIs与BSA的结合作用力及其立体空间构象等,预测相互作用的本质。

首先,利用荧光光谱法(Fluorescence Spectroscopy)成功研究了ACEIs与BSA的猝灭机制(Quenching Mechanism)、结合常数(Binding Constant),结合位点数(Number Of Binding Site,n),结合位点(Binding Site),热力学常数(Thermodynamic Constant),作用力类型(Binding Force)等参数。最后根据大量实验数据分别计算了四种ACEIs与BSA结合过程的驱动力,研究结果显示:ACEIs与BSA的结合过程均为低温自发并放热的焓驱动过程。

随后,采用同步荧光光谱法(Synchronous Fluorescence Spectroscopy)、圆二色谱法(Circular Dichroism,CD)以及红外光谱法(Infrared Spectroscopy,IR)共同研究四种ACEIs与BSA结合对BSA的二级结构的影响,从不同的角度相互佐证。结果显示ACEIs与BSA结合后,BSA的二级结构均发生了微小改变。

最后,运用Gaussian 03W(Gaussian Inc.,Wallingford,USA)对ACEIs分子结构进行优化,生成能量最小的立体构型并用频率验证优化结果的正确性。运用NAMD在水和离子环境中优化BSA晶体结构,生成在水环境中能量更低的结构,更贴近实验的水环境。

最后利用对接软件AutoDock 4.2(The Scripps Research Institute,USA)将优化好的ACEIs分子和BSA分子分别进行模拟计算。得以从分子角度预测ACEIs与BSA的相互作用的力与形态。

研究结果显示:ACEIs均结合在BSA的Site I位点,主要作用力是氢键和范德华力,与实验数据一致。

参考文献

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[2]Interaction of norfloxacin with bovine serum albumin studied by different spectrometric methods;displacement studies,molecular modeling and chemometrics approaches[J].Abdolhossein Naseri,Soheila Hosseini,Farzaneh Rasoulzadeh,Mohammad-Reza Rashidi,Maryam Zakery,Taghi Khayamian.Journal of Luminescence.2015

[3]Spectroscopic investigation on the interaction of maslinic acid with bovine serum albumin[J].J.A.Molina-Bolívar,F.Galisteo-González,C.Carnero Ruiz,M.Medina-O′Donnell,A.Parra.Journal of Luminescence.2014

[4]Structural studies of bovine,equine,and leporine serum albumin complexes with naproxen[J].Anna Bujacz,Kamil Zielinski,Bartosz Sekula.Proteins.2014(9)

[5]蒋敏.血管紧张素转化酶抑制剂与牛血清白蛋白的相互作用的研究[D].浙江工业大学,2015.