NeutrAvidin

NeutrAvidin ist ein Protein, das in der Biochemie aufgrund seiner sehr festen Bindung an Biotin (Vitamin H) zur Molekülmarkierung eingesetzt wird. Es ist eine deglykosylierte Form des Proteins Avidin aus Hühnereiern mit einer Molmasse von ungefähr 60.000 Dalton.

Eigenschaften

Durch Entfernung der Kohlenhydratreste wird die Lektin-Bindungsaffinität unter die Nachweisgrenze gesenkt, wobei die Biotin-Bindungsaffinität erhalten bleibt, welche von der Glykosylierung unabhängig ist. Während Avidin einen hohen isoelektrischer Punkt hat, ist dieser bei NeutrAvidin nahezu neutral (pH 6,3), ähnlich wie Streptavidin. So werden unspezifische Interaktionen mit negativ geladenen Zelloberflächen sowie DNA und RNA minimiert. Lysin-Reste im NeutrAvidin bieten die Möglichkeit zur Bildung von Derivaten oder Konjugationen. Wie auch Avidin, ist NeutrAvidin ein Tetramer mit hoher Affinität zu Biotin (K_d = 10⁻¹⁵ M). Ähnliche Verwendung findet auch Streptavidin in biochemischen Anwendungen, welches ebenfalls eine hohe Affinität zu Biotin besitzt. Neutravidin und Streptavidin binden stärker an Biotin als Avidin. Aufgrund der fehlenden Glykosylierungen bindet Neutravidin stärker an Dioleylphosphatidylethanolamin (DOPE). NeutrAvidin fixiert auf einem festen Trägermaterial wird auch zur Reinigung von gelösten biotinylierten Proteinen oder Nukleinsäuren verwendet. Es kann auch kovalent an Liposomen gekoppelt werden. Im Vergleich zu Avidin und Streptavidin kommt Neutravidin leichter aus den Endosomen ins Cytosol und wird deshalb zur Transfektion von siRNA verwendet.

Literatur

• Ed Bayer: The avidin-biotin system, Dept. of Biological Chemistry, Weizmann Institute of Science, Israel
• Y. Hiller, J.M. Gershoni, E. A. Bayer, M. Wilchek: Biotin binding to avidin. Oligosaccharide side chain not required for ligand association. In: Biochemical Journal. Band 248, Nr. 1, 1987, S. 167–171, doi:10.1042/bj2480167, PMID 3435435, PMC 1148514 (freier Volltext). 
• Edward A. Bayer, Fabien De Meester, Tikva Kulik, Meir Wilchek: Preparation of deglycosylated egg white avidin. In: Applied Biochemistry and Biotechnology. Band 53, Nr. 1, 1995, S. 1–9, doi:10.1007/BF02783477. 
• Ari T. Marttila, Olli H. Laitinen, Kari J. Airenne, Tikva Kulik, Edward A. Bayer, Meir Wilchek, Markku S. Kulomaa: Recombinant NeutraLite Avidin: a non‐glycosylated, acidic mutant of chicken avidin that exhibits high affinity for biotin and low non‐specific binding properties. In: FEBS Letters. Band 467, Nr. 1, 2000, S. 31–36, doi:10.1016/S0014-5793(00)01119-4. 
• A. Jain, K. Cheng: The principles and applications of avidin-based nanoparticles in drug delivery and diagnosis. In: Journal of Controlled Release. Band 245, Januar 2017, S. 27–40, doi:10.1016/j.jconrel.2016.11.016, PMID 27865853, PMC 5222781 (freier Volltext).

Einzelnachweise

1. 1 2 T. T. Nguyen, K. L. Sly, J. C. Conboy: Comparison of the energetics of avidin, streptavidin, neutrAvidin, and anti-biotin antibody binding to biotinylated lipid bilayer examined by second-harmonic generation. In: Analytical chemistry. Band 84, Nummer 1, Januar 2012, S. 201–208, doi:10.1021/ac202375n, PMID 22122646.
2. ↑ H. W. Wen, T. R. Decory, W. Borejsza-Wysocki, R. A. Durst: Investigation of NeutrAvidin-tagged liposomal nanovesicles as universal detection reagents for bioanalytical assays. In: Talanta. Band 68, Nummer 4, Februar 2006, S. 1264–1272, doi:10.1016/j.talanta.2005.07.032, PMID 18970459.
3. ↑ A. Jain, A. Barve, Z. Zhao, W. Jin, K. Cheng: Comparison of Avidin, Neutravidin, and Streptavidin as Nanocarriers for Efficient siRNA Delivery. In: Molecular pharmaceutics. Band 14, Nummer 5, Mai 2017, S. 1517–1527, doi:10.1021/acs.molpharmaceut.6b00933, PMID 28026957, PMC 6628714 (freier Volltext).