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生物素（biotin）又稱維生素B7、維生素H或輔酶R，是一種水溶性B族維生素，在體內(nèi)用作羧基載體，缺乏可引起皮炎。  生物素結(jié)構(gòu)模型 生物素由雜環(huán)核心與戊酸側(cè)鏈構(gòu)成，雜環(huán)核心的咪唑酮環(huán)部分可以運(yùn)載羧基，側(cè)鏈羧基可以通過酰胺鍵與羧化酶的賴氨酸殘基相連。生物素是羧基載體，其N1可在耗能的情況下被二氧化碳羧化，然后再將這個(gè)羧基提供給受體分子。這個(gè)反應(yīng)需要ATP，所以羧化酶在分類上屬于連接酶。  生物素通過酰胺鍵與酶相連 我們?cè)谏瘜W(xué)習(xí)過程中，涉及到的此類羧化酶主要有四個(gè)，涉及糖、脂、氨基酸代謝與三羧酸循環(huán):
 丙酮酸羧化反應(yīng) 在生雞蛋清中有一種抗生物素蛋白（avidin），能與生物素緊密結(jié)合，使其失去活性，所以雞蛋不宜生吃。當(dāng)年發(fā)現(xiàn)生物素的起因，就是觀察到生蛋清含量高的飲食會(huì)導(dǎo)致狗、貓、兔子和人類出現(xiàn)中毒癥狀，包括皮炎、脫發(fā)和肌肉協(xié)調(diào)性喪失。不過，利用這種特異性結(jié)合，可以進(jìn)行許多生物分子的檢測，稱為生物素標(biāo)記。 這方面一般把抗生物素蛋白稱為親和素，它是一種4個(gè)亞基的堿性糖蛋白，耐熱，抗蛋白酶水解，而且與生物素結(jié)合后更加穩(wěn)定。生物素與親和素之間的結(jié)合是目前已知強(qiáng)度最高的非共價(jià)作用之一，解離常數(shù)Kd為10-15mol/L，比抗原與抗體間的親和力高1萬倍以上。利用這種超強(qiáng)的親和力進(jìn)行生物分子的測定非常靈敏。比如，把生物素的側(cè)鏈羧基連接到某個(gè)蛋白質(zhì)上，再加入熒光標(biāo)記的親和素，就可以讓這個(gè)蛋白質(zhì)產(chǎn)生熒光，可以用熒光顯微鏡觀察。生物素分子小，對(duì)蛋白質(zhì)功能的干擾很小，所以是一種比較理想的標(biāo)記方法。這種技術(shù)可以用于生物分子的亞細(xì)胞定位研究，細(xì)胞分選，生物傳感器，以及醫(yī)學(xué)診斷等多種領(lǐng)域。  鏈霉親和素，兩個(gè)亞基與生物素結(jié)合 蛋清中的親和素由于帶有糖鏈，所以容易和某些細(xì)胞表面的多糖發(fā)生非特異性結(jié)合，產(chǎn)生干擾信號(hào)。鏈霉親和素（streptavidin）是鏈霉菌分泌的親和素，不含糖基，所以鏈霉親和素的特異性更強(qiáng)，適用范圍也更廣泛。  生物素標(biāo)記用于組蛋白修飾研究 生物素耐酸怕堿，怕高溫和氧化。不過，大多數(shù)食物都含有生物素，腸道細(xì)菌也可以合成。人體需要的生物素不多，所以生物素缺乏是很罕見的，不需要特別補(bǔ)充。 |
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