Avidine - Avidin
| Famille Avidine | |||||||||
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 Structure tétramérique de la streptavidine avec 2 biotines liées
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| Identifiants | |||||||||
| symbole | avidine | ||||||||
| Pfam | PF01382 | ||||||||
| InterPro | IPR005468 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00499 | ||||||||
| CATH | 1slf | ||||||||
| SCOP2 | 1slf / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
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L'avidine est une protéine tétramère de liaison à la biotine produite dans les oviductes des oiseaux , des reptiles et des amphibiens et déposée dans le blanc de leurs œufs . Des membres dimères de la famille des avidines sont également présents dans certaines bactéries. Dans le blanc d'œuf de poule, l'avidine représente environ 0,05 % des protéines totales (environ 1800 g par œuf). La protéine tétramère contient quatre sous-unités identiques (homotétramère), chacune pouvant se lier à la biotine (vitamine B 7 , vitamine H) avec un degré élevé d'affinité et de spécificité. La constante de dissociation du complexe avidine-biotine est mesurée comme étant K D ≈ 10 -15 M, ce qui en fait l'une des liaisons non covalentes les plus fortes connues.
Sous sa forme tétramérique, l'avidine est estimée à une taille de 66 à 69 k Da . 10% du poids moléculaire est apporté par hydrate de carbone, composé de quatre à cinq mannose et trois N-acétylglucosamine résidus Les hydrates de carbone des fragments d'avidine contenant au moins trois uniques oligosaccharidiques types de structure qui sont similaires en structure et en composition.
L'avidine fonctionnelle ne se trouve que dans l'œuf cru, car l'affinité de la protéine pour la biotine est détruite par la cuisson. La fonction naturelle de l'avidine dans les œufs n'est pas connue, bien qu'il ait été postulé qu'elle soit fabriquée dans l'oviducte en tant qu'inhibiteur de croissance bactérienne, en liant la biotine utile à la croissance bactérienne. Pour preuve, la streptavidine , une protéine apparentée avec une affinité égale pour la biotine et un site de liaison très similaire, est fabriquée par certaines souches de bactéries Streptomyces , et on pense qu'elle sert à inhiber la croissance de bactéries concurrentes, à la manière d'un antibiotique .
Une forme non glycosylée d'avidine a été isolée à partir d'un produit préparé commercialement; cependant, il n'est pas concluant quant à savoir si la forme non glycosylée se produit naturellement ou est un produit du processus de fabrication.
Découverte
L'avidine a été découverte par Esmond Emerson Snell (1914-2003). Cette découverte a commencé par l'observation que les poussins au régime de blanc d'œuf cru étaient déficients en biotine , malgré la disponibilité de la vitamine dans leur alimentation. Il a été conclu qu'un composant du blanc d'œuf séquestrait la biotine, ce que Snell a vérifié in vitro en utilisant un test de levure . Snell a ensuite isolé le composant du blanc d'œuf responsable de la liaison à la biotine et, en collaboration avec Paul György , a confirmé que la protéine d'œuf isolée était la cause d'une carence en biotine ou « blessure du blanc d'œuf ». À l'époque, la protéine avait été provisoirement nommée avidalbumine (littéralement, albumine affamée) par des chercheurs de l' Université du Texas . Le nom de la protéine a ensuite été révisé en "avidine" en fonction de son affinité pour la biotine (avid + biotine).
Applications
| avidine | |||||||
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| Identifiants | |||||||
| Organisme | |||||||
| symbole | AVD | ||||||
| UniProt | P02701 | ||||||
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| Sauf indication contraire, "avidine" le réactif biomédical est l'avidine de poulet. | |||||||
La recherche dans les années 1970 a aidé à établir le système avidine-biotine comme un outil puissant dans les sciences biologiques. Conscients de la force et de la spécificité du complexe avidine-biotine, les chercheurs ont commencé à exploiter l'avidine et la streptavidine de poulet comme sondes et matrices d'affinité dans de nombreux projets de recherche. Peu de temps après, les chercheurs Bayer et Wilchek ont développé de nouvelles méthodes et de nouveaux réactifs pour biotinyler des anticorps et d'autres biomolécules, permettant le transfert du système avidine-biotine vers une gamme d'applications biotechnologiques. Aujourd'hui, l'avidine est utilisée dans une variété d'applications allant de la recherche et du diagnostic aux dispositifs médicaux et aux produits pharmaceutiques.
L'affinité de l'avidine pour la biotine est exploitée dans de nombreux tests biochimiques, y compris les tests western blot , ELISA , ELISPOT et pull-down . Dans certains cas, l'utilisation d'anticorps biotinylés a permis de remplacer les anticorps marqués à l'iode radioactif dans les systèmes de dosage radio-immunologique , pour donner un système de dosage qui n'est pas radioactif.
L'avidine immobilisée sur des supports solides est également utilisée comme milieu de purification pour capturer des protéines ou des molécules d'acide nucléique marquées à la biotine . Par exemple, les protéines de surface cellulaire peuvent être spécifiquement marquées avec un réactif de biotine imperméable à la membrane, puis spécifiquement capturées à l'aide d'un support à base d'avidine.
Formulaires modifiés
En tant que glycoprotéine fondamentalement chargée, l'avidine présente une liaison non spécifique dans certaines applications. La neutravidine , une avidine déglycosylée avec des arginines modifiées, présente un point isoélectrique (pI) plus neutre et est disponible comme alternative à l'avidine native, chaque fois que des problèmes de liaison non spécifique surviennent. Des formes neutres et déglycosylées d'avidine de poulet sont disponibles auprès de Sigma-Aldrich (Extravidin), Thermo Scientific (NeutrAvidin), Invitrogen (NeutrAvidin) et e-Proteins (NeutraLite).
Compte tenu de la force de la liaison avidine-biotine, la dissociation du complexe avidine-biotine nécessite des conditions extrêmes qui provoquent la dénaturation des protéines. La nature non réversible du complexe avidine-biotine peut limiter l'application de l'avidine dans les applications de chromatographie d'affinité où la libération du ligand capturé est souhaitable. Les chercheurs ont créé une avidine avec des caractéristiques de liaison réversibles par nitration ou iodation de la tyrosine du site de liaison. L'avidine modifiée présente de fortes caractéristiques de liaison à la biotine à pH 4 et libère de la biotine à un pH de 10 ou plus. Une forme monomère d'avidine avec une affinité réduite pour la biotine est également utilisée dans de nombreuses résines d'affinité disponibles dans le commerce. L'avidine monomérique est créée par traitement de l'avidine native immobilisée avec de l'urée ou de la guanidine HCl (6-8 M), ce qui lui confère une dissociation plus faible K D ≈ 10 -7 M. Cela permet à l'élution de la matrice d'avidine de se produire dans des conditions plus douces et non conditions dénaturantes, en utilisant de faibles concentrations de biotine ou des conditions de faible pH. Pour un seul site de liaison à la biotine de haute affinité sans réticulation, une version monovalente du parent éloigné de l'avidine, la streptavidine, peut être utilisée.
Blocage de la liaison à la biotine
La stabilité thermique et l'activité de liaison à la biotine de l'avidine présentent un intérêt à la fois pratique et théorique pour les chercheurs, car la stabilité de l'avidine est exceptionnellement élevée et l'avidine est un antinutriment dans l'alimentation humaine. Une étude de 1966 publiée dans Biochemical and Biophysical Research Communications a révélé que la structure de l'avidine reste stable à des températures inférieures à 70 °C (158 °F). Au-dessus de 70 °C (158 °F), la structure de l'avidine est rapidement perturbée et à 85 °C (185 °F), on constate une perte importante de structure et une perte de capacité à se lier à la biotine. Un essai de 1991 pour le Journal of Food Science a détecté une activité importante de l'avidine dans le blanc d'œuf cuit : « l'activité résiduelle moyenne de l'avidine dans le blanc d'œuf frit, poché et bouilli (2 min) était de 33, 71 et 40 % de l'activité dans le blanc d'œuf cru. " L'essai a supposé que les temps de cuisson n'étaient pas suffisants pour chauffer adéquatement toutes les zones de points froids dans le blanc d'œuf. L'inactivation complète de la capacité de liaison à la biotine de l'avidine a nécessité une ébullition pendant plus de 4 minutes.
Une étude de 1992 a révélé que l'inactivation thermique de l'activité de liaison à la biotine de l'avidine était décrite par D 121 °C = 25 min et z = 33 °C. Cette étude n'était pas d'accord avec les hypothèses antérieures « selon lesquelles le site de liaison de l'avidine est détruit lors de la dénaturation thermique ».
Les propriétés de liaison à la biotine de l'avidine ont été exploitées lors du développement de l' idrabiotaparinux , une héparine de bas poids moléculaire à action prolongée utilisée dans le traitement de la thrombose veineuse . En raison de la nature à longue durée d'action de l' idraparinux , des inquiétudes ont été exprimées quant à la gestion clinique des complications hémorragiques. En ajoutant une fraction biotine à la molécule d'idraparinux, l'idrabiotaparinux a été formé ; son activité anticoagulante dans le cadre d'un événement hémorragique peut être inversée par une perfusion intraveineuse d'avidine.
Voir également
Les références
Liens externes
- Interaction œuf-extrêmement utile — Article sur la structure de la banque de données sur les protéines