Bovines Serumalbumin

Serum albumin
Serum albumin
nach PDB 3V03
Andere Namen
  • BSA
  • Allergen Bos d 6
  • SERUM ALBUMIN (INCI)[1]

Vorhandene Strukturdaten: PDB 2L7U, PDB 4F5S

Masse/Länge Primärstruktur583 Aminosäuren, 66.463 Da
Präkursor607 Aminosäuren, 69.293 Da
Bezeichner
Externe IDs
Vorkommen
Homologie-FamilieHovergen
Orthologe
RindMensch
Entrez280717213
EnsemblENSBTAG00000017121
UniProtP02769P02768
Refseq (mRNA)NM_180992.2
Refseq (Protein)NP_851335.1
Genlocus
PubMed-Suche280717213

Bovines Serumalbumin (BSA, synonym Rinderserumalbumin) ist ein Protein aus dem Blutserum des Hausrindes (Bos taurus). Aufgrund der geringen Kosten wird es in der Biochemie für verschiedene Zwecke verwendet, wenn ein beliebiges reines Protein benötigt wird.

Eigenschaften

lyophilisiertes bovines Serumalbumin

Bovines Serumalbumin kommt im Rind hauptsächlich im Blutplasma vor und ist dort das am häufigsten vorkommende Protein.[2] Es hat eine hohe Bindungskapazität sowohl für polare Stoffe wie Wasser, Ca2+, Na+, K+, als auch für weniger polare Stoffe wie Fettsäuren, Hormone, Bilirubin und verschiedene Arzneistoffe.[2] Seine Hauptfunktion ist die Regulation des kolloidosmotischen Drucks im Blut.[2] Daneben ist es das hauptsächliche Transportprotein für Zinkionen und bindet etwa 80 % des Zn2+ im Blutplasma.[2] BSA besitzt eine Bindungsstelle für Cu2+ an der Position 27 und vier Bindungsstellen für Zn2+ an den Positionen 91, 123, 270 und 272.[2] Nach der Translation durchläuft es verschiedene posttranslationale Modifikationen wie eine Proteolyse des Signalpeptids (Position 1-18), eine Proteolyse hinter zwei basischen Aminosäuren an der Position 24, Methylierungen und Phosphorylierungen.[2] Daneben besitzt BSA Disulfidbrücken.[2] BSA wurde als Allergen Bos d6 beschrieben und kommt in Rindfleisch und Kuhmilch vor.[2][3]

Die Homologie von BSA zu humanem Serumalbumin ist auf Aminosäureebene nur 75,8 %.[4] Der isoelektrische Punkt bei 25 °C liegt bei pH 4,7.[5] Der pH-Wert einer einprozentigen Lösung von BSA liegt zwischen 5,2 und 7.[6] Der isoionische Punkt (pH-Wert von BSA ohne Ionen) liegt bei pH 5,2.[6] Die Abmessungen sind ungefähr 140 Å × 40 Å × 40 Å,[7][8] der Stokes-Radius beträgt 34,8 Å.[9] Der Extinktionskoeffizient bei einer Wellenlänge von 279 nm beträgt 43.824 M−1cm−1.[6] Die Extinktion A279 nm1 g/L beträgt 0,667.[10] Der Drehwert [α]259 ist -61° und für [α]264 -63°.[6] Der Sedimentationskoeffizient von BSA S20,W ist 4,5 × 10−13 s beim Monomer und 6,7 × 10−13 s beim Dimer.[8] Die Diffusionskonstante D20,W beträgt 5,9 × 10−7 cm2/s.[11] Das partielle spezifische Volumen V20 ist 0,000733 m3 kg−1.[12] Die intrinsische Viskosität beträgt η = 4,13 cm³/g bei pH 5,13.[13] Der helikale Anteil von BSA beträgt 54 %[6] und der Faltblattanteil 18 %.[6] MOPS kann die Thermostabilität von bovinem Serumalbumin in Lösungen erhöhen.[14]

Ein Peptid des BSA der Position 165 bis 173 wurde als Neurotensin-related peptide (NRP) beschrieben und irrtümlicherweise als an der Regulation der Verdauung von Fetten, der Aufnahme von Lipiden und am Blutfluss beteiligt beschrieben.[2]

Verwendung

Kommerziell gereinigtes BSA wird auch als Fraktion V bezeichnet, benannt nach der Fraktion bei der Cohn-Extraktion nach Edwin J. Cohn. Es wird in Standardreihen zur Bestimmung der Proteinkonzentration verwendet, z. B. per Bradford-Test, per Lowry-Test, per Biuretreaktion und per BCA-Test. In der SDS-PAGE wird BSA als Komigrationsstandard (Größenmarker) verwendet. Bei der Polymerase-Kettenreaktion wird es zur Bindung von Inhibitoren eingesetzt.[15] BSA wird auch bei manchen Restriktionsenzymen zugesetzt.

Beim Western Blot, beim ELISA, beim ELISpot, in der Immunhistochemie, und generell bei Immunfärbungen in Immunassays wird es als Bestandteil der Blockierungslösung eingesetzt. Dadurch werden unspezifisch proteinbindende Flächen mit BSA abgesättigt, wodurch die Adsorption von anderen teureren Proteinen (z. B. Antikörper und Immunkonjugate) an die Oberflächen der verwendeten Reaktionsgefäße oder an Blotmembranen gemindert wird. Ebenso wird BSA bei der Hybridisierung von Nukleinsäuren in der Denhardt-Lösung zur Blockierung von unspezifischen Bindungsstellen für Proteine und Nukleinsäuren verwendet, entsprechend wird es auch beim Southern Blot und Northern Blot eingesetzt. Allerdings ist es bei der Vermeidung einer Proteinadsorption weniger hilfreich als 0,2 mM Octoxinol 9 (synonym Triton X-100 und Nonidet P40),[16] oder auch Lösungen von 3 % (m/V) Polyvinylpyrrolidon-40 mit einem milden Detergens wie beispielsweise 0,05 % (m/V) Tween 20.[17][18]

Literatur

Einzelnachweise

  1. ↑ Eintrag zu SERUM ALBUMIN in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 18. Januar 2022.
  2. ↑ a b c d e f g h i ALB - Serum albumin precursor - Bos taurus (Bovine) - ALB gene & protein. In: uniprot.org. 20. Juni 2018, abgerufen am 21. Juni 2018 (englisch).
  3. ↑ P. Restani, C. Ballabio, A. Cattaneo, P. Isoardi, L. Terracciano, A. Fiocchi: Characterization of bovine serum albumin epitopes and their role in allergic reactions. In: Allergy. Band 59 Suppl 78, August 2004, S. 21–24, doi:10.1111/j.1398-9995.2004.00568.x, PMID 15245352.
  4. ↑ A. Bujacz: Structures of bovine, equine and leporine serum albumin. In: Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography. Band 68, Pt 10Oktober 2012, S. 1278–1289, doi:10.1107/S0907444912027047, PMID 22993082.
  5. ↑ S. Ge, K. Kojio, A. Takahara, T. Kajiyama: Bovine serum albumin adsorption onto immobilized organotrichlorosilane surface: influence of the phase separation on protein adsorption patterns. In: Journal of biomaterials science. Polymer edition. Band 9, Nummer 2, 1998, S. 131–150, PMID 9493841.
  6. ↑ a b c d e f F. W. Putnam: The Plasma Proteins: Structure, Function and Genetic Control. Band 1, 2. Auflage, Academic Press, 1975. ISBN 0-12-568401-0. S. 141, 147, 151.
  7. ↑ A. K. Wright, M. R. Thompson: Hydrodynamic structure of bovine serum albumin determined by transient electric birefringence. In: Biophysical Journal. Band 15, Nummer 2 Pt 1, Februar 1975, S. 137–141, PMID 1167468, PMC 1334600 (freier Volltext).
  8. ↑ a b P. G. Squire, P. Moser, C. T. O'Konski: The hydrodynamic properties of bovine serum albumin monomer and dimer. In: Biochemistry. Band 7, Nummer 12, Dezember 1968, S. 4261–4272, PMID 5750167.
  9. ↑ Inge Axelsson: Characterization of proteins and other macromolecules by agarose gel chromatography. In: Journal of Chromatography A. 152, 1978, S. 21-32, doi:10.1016/S0021-9673(00)85330-3.
  10. ↑ E. J. Cohn, W. L. Hughes, J. H. Weare: Preparation and properties of serum and plasma proteins; crystallization of serum albumins from ethanol water mixtures. In: Journal of the American Chemical Society. Band 69, Nummer 7, Juli 1947, S. 1753–1761, PMID 20251413.
  11. ↑ Myron L. Wagner, Harold Scheraga: Gouy Diffusion Studies of Bovine Serum Albumin. In: The Journal of Physical Chemistry. 60, 1956, S. 1066–1076, doi:10.1021/j150542a012.
  12. ↑ Margaret J. Hunter: A Method for the Determination of Protein Partial Specific Volumes . In: The Journal of Physical Chemistry. 70, 1966, S. 3285–3292, doi:10.1021/j100882a043.
  13. ↑ George I. Loeb, Harold A. Scheraga: Hydrodynamic and Thermodynamic Properties of Bovine Serum Albumin at Low pH. In: The Journal of Physical Chemistry. 60, 1956, S. 1633–1644, doi:10.1021/j150546a009.
  14. ↑ B. S. Gupta, M. Taha, M. J. Lee: Buffers more than buffering agent: introducing a new class of stabilizers for the protein BSA. In: Physical chemistry chemical physics : PCCP. Band 17, Nummer 2, Januar 2015, S. 1114–1133, doi:10.1039/c4cp04663c. PMID 25415385.
  15. ↑ C. A. Kreader: Relief of amplification inhibition in PCR with bovine serum albumin or T4 gene 32 protein. In: Applied and environmental microbiology. Band 62, Nummer 3, März 1996, S. 1102–1106, PMID 8975603, PMC 167874 (freier Volltext).
  16. ↑ C. H. Suelter, M. DeLuca: How to prevent losses of protein by adsorption to glass and plastic. In: Analytical biochemistry. Band 135, Nummer 1, November 1983, S. 112–119, PMID 6670734.
  17. ↑ John W. Haycock: Polyvinylpyrrolidone as a blocking agent in immunochemical studies. In: Analytical Biochemistry. Bd. 208, Nr. 2, 1993, S. 397–399, PMID 8095775, doi:10.1006/abio.1993.1068.
  18. ↑ Klaus Klarskov, Stephen Naylor: India ink staining after sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis and in conjunction with Western blots for peptide mapping by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. In: Rapid Communications in Mass Spectrometry. Bd. 16, Nr. 1, 2002, ISSN 0951-4198, S. 35–42, PMID 11754245, doi:10.1002/rcm.522.

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