吃生鸡蛋清吃秃了毛的老鼠,揪出自然界最强的“分子魔术贴”
1941 年 2月14日 · 生物素-链霉亲和素磁珠 (Biotin-Streptavidin)
你知道吗?
母鸡为了不让细菌偷吃鸡蛋而演化出的维生素枷锁,竟成了人类在分子海洋里万无一失的钓鱼金钩。
无论你是做免疫组化(IHC)的ABC放大系统、Pull-down蛋白质互作钓靶点,还是用磁珠抓生物素标记的DNA探针,你都在使用自然界已知最恐怖的非共价相互作用——生物素(Biotin)与亲和素(Avidin/Streptavidin)。
一般抗原和抗体的解离常数(Kd)在10的负8到负10次方摩尔,而生物素与亲和素的Kd达到了惊世骇俗的10的负15次方摩尔!这意味着它们一旦扣合,强度堪比共价键,连8M尿素、极端酸碱甚至煮沸都很难把它们拆散。如此逆天的“分子魔术贴”是怎么被发现的?
1927年,女科学家Margaret Boas发现如果只给大鼠喂食大量生鸡蛋清,大鼠几周后就会全身脱毛、长满湿疹皮炎甚至瘫痪死亡(当时被称为“蛋清损伤症”),但只要把鸡蛋煮熟再喂就毫发无损。1941年2月,匈牙利裔生化学家Paul György与Roger Williams团队在《Science》联手破案:原来生鸡蛋清里含有一种碱性糖蛋白“亲和素(Avidin,意为贪婪的蛋白)”,它是母鸡为了防止细菌偷吃鸡蛋营养而进化的防御武器,能以四聚体口袋死死锁死大鼠肠道里的维生素B7(即生物素Biotin),导致大鼠严重缺乏辅酶而脱毛!
后来科学家又从阿维丁链霉菌中找到了不带糖基、背景更干净的“链霉亲和素(Streptavidin)”,将其奉为分子实验的万能卡扣。