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生物素化，也稱為生物素標記，是將生物素共價連接到蛋白質、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、快速的結合速率和高特異性結合鏈霉親和素和親和素，這些相互作用在生物技術的許多領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，這使得在各種環境下捕獲生物素化分子成為可能。類似地，多個生物素分子可以與靶蛋白綴合，從而可以組合多個鏈霉親和素、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記方法。由于生物素和鏈霉親和素之間的強親和力，生物素化蛋白質的純化已廣泛用于鑒定蛋白質-蛋白質相互作用和翻譯后事件，例如分子生物學中的泛素化。
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記靶蛋白或其他大分子的能力。蛋白質具有基于氨基酸側鏈和蛋白質構象的疏水性和親水性區域，并且這些區域可以基于試劑的溶解度促進或限制生物素化。此外，基于試劑的溶解度，靶蛋白微環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或內體運輸的常用方法。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胞膜，從而限制生物素標記在細胞表面。所以，合適的生物素化試劑的選擇取決于目標氨基酸和蛋白質或大分子的微環境。
生物素化試劑的溶解度基于反應部分、間隔臂或兩者的組合的溶解度。一些反應基團本身帶電，因此是水溶性的，而不帶電的基團則需要進行修飾（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基團的生物素化試劑變得可溶，或者使具有帶電反應基團的生物素化試劑更易溶解。此外，與非生物素化蛋白質相比，含有 PEG 的生物素標簽帶來的溶解度增加有助于防止生物素化蛋白質在長期儲存過程中聚集。
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