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Die geheimnisvolle Welt des Rinderserumalbumins: Warum ist es ein „universeller Helfer“ im Labor?
Bovines Serumalbumin (BSA oder „Fraktion V“) ist ein Serumalbumin von Rindern, das in Laboren häufig verwendet wird, insbesondere als Standard für die Proteinkonzentration. Die „Fraktion V“ im Namen des Proteins stammt von der fünften Fraktion, die im historischen Reinigungsverfahren von Edwin Cohn extrahiert wurde, bei dem die unterschiedlichen Löslichkeitseigenschaften von Plasmaproteinen ausgenutzt wurden. Dabei extrahierten die Wissenschaftler durch Veränderung der Lösungsmittelkonzentration, des pH-Werts, der Salzkonzentration und der Temperatur nach und nach unterschiedliche „Fraktionen“. Dieser Ansatz wurde zuerst für die Kommerzialisierung von Humanalbumin verwendet und später für die Produktion von Rinderserumalbumin übernommen.
„Die Vielseitigkeit und Stabilität von Rinderserumalbumin machen es zu einem idealen Partner für viele wissenschaftliche Experimente.“
Eigenschaften von Rinderserumalbumin
Das vollständige Vorläuferpolypeptid von BSA besteht aus 607 Aminosäuren. Nach der Sekretion wird das N-terminale 18-Reste-Signalpeptid abgespalten, sodass das Anfangsprodukt aus 589 Aminosäureresten besteht. Anschließend werden weitere 6 Aminosäuren entfernt, um das reife BSA-Protein zu bilden, das 583 Aminosäuren enthält. BSA hat drei homologe, aber strukturell unterschiedliche Domänen, genannt I, II und III, von denen jede weiter in zwei Subdomänen, A und B, unterteilt ist.
Die physikalischen Eigenschaften von BSA sind wie folgt:
- Anzahl der Aminosäurereste: 583
- Molekulargewicht: 66.463 Da (ca. 66,5 kDa)
- Isoelektrischer Punkt bei 25 °C: 4,7
- Extinktionskoeffizient bei 279 nm: 43.824 M⁻¹cm⁻¹
Darüber hinaus betragen die Abmessungen von BSA ungefähr 140 × 40 × 40 Å und weisen eine elliptische Form mit einem langen Paddel auf.
Funktion
Wie andere Serumalbumine spielt BSA eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung des intrakapillaren Phosphobarbitaldrucks, beim Transport von Fettsäuren, Bilirubin, Mineralien und Hormonen und wirkt darüber hinaus als Antikoagulans und Antioxidans. Auf BSA gibt es etwa sechs Bindungsstellen für langkettige Fettsäuren, von denen sich die drei stärksten in jeder Domäne befinden.
„BSA ist mehr als nur ein Protein; es ist eine Brücke zwischen Laborforschung und biologischen Mechanismen.“
Anwendungen
BSA wird häufig als Modell für andere Serumalbumine verwendet, insbesondere für menschliches Serumalbumin, zu dem eine strukturelle Homologie von bis zu 76 % besteht. BSA wird häufig als Stimulans oder Blockierungsmittel in biochemischen Anwendungen verwendet, einschließlich Enzymimmunoassays (ELISAs), Immunblotting und Immunhistochemie. In der Immunhistochemie werden Gewebeschnitte häufig mit BSA-Blockern inkubiert, um unspezifische Bindungsstellen zu binden. Dies kann die Spezifität von Antikörpern für Antigene verbessern und die Versuchsergebnisse genauer machen.
BSA wird auch als Nährstoff in Zell- und Mikrobenkulturen verwendet. Während der Restriktionsenzymverdauung stabilisiert BSA einige der verdauenden Enzyme und verhindert, dass sie an Reaktionsröhrchen, Pipettenspitzen und anderen Behältern kleben bleiben. Interessanterweise wird BSA häufig verwendet, um die Menge anderer Proteine zu bestimmen, indem die Menge des unbekannten Proteins mit der bekannten Menge an BSA verglichen wird (z. B. Bradford-Proteintest).
„BSA erfreut sich großer Beliebtheit, da es bei zahlreichen biochemischen Reaktionen nicht invasiv ist und kostengünstig ist.“
Ein weiterer Einsatzzweck von BSA besteht darin, Substanzen vorübergehend zu isolieren, die die Aktivität bestimmter Enzyme behindern, was sich normalerweise auf die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) auswirkt. BSA wird außerdem häufig bei der Synthese von Nanostrukturen und bei der Bewertung der toxischen oder positiven Wirkungen von Metallionen und ihren Komplexen verwendet und erleichtert zweifellos die Forschung in vielen Bereichen.
Kurz gesagt ist Rinderserumalbumin zweifellos ein unverzichtbarer „Universalhelfer“ in der wissenschaftlichen Forschung. Seine Vielseitigkeit und sein breites Anwendungsspektrum machen es zu einem zentralen Bestandteil der Laborforschung. Welche neuen, unentdeckten Anwendungen von BSA wird es also in Zukunft geben?
