藻膽蛋白

存在於藍藻等中的化合物

藻膽蛋白是由脫輔基蛋白(apoprotein) 和藻膽素(phycobilin,PCB)通過一個或兩個硫醚鍵共價連接而成的。在螺旋藻藻膽蛋白中,只發現有一種藻膽素,即藻藍素。藻膽蛋白是某些藻類特有的重要捕光色蛋白,早在上個世紀初,就曾報道在藍藻紅藻中存在強烈熒光性的紅色、紫羅藍色和藍色蛋白質。科學研究表明,藻膽蛋白是一種既可以作為天然色素用於食品、化妝品、染料等工業上,也可製成熒光試劑,用於臨床醫學診斷和免疫化學生物工程等研究領域中。另外,還可以製成食品和藥品用於醫療保健上,應用範圍廣闊,具有很高的開發、利用價值。

來源


藻膽蛋白主要存在於藍藻、紅藻、隱藻和少數一些甲藻中 ,其主要功能是作為光合作用捕光色素複合體 ,在一些藻類中藻膽蛋白也可以作為儲藏蛋白 ,以使藻類在氮源缺乏的季節得以生存。
分類
藻膽蛋白的種類已知的藻膽蛋白主要可以分為以下4大類
1、藻紅蛋白(Phycoerythrin,PE)
2、藻藍蛋白(Phycocyanin,PC)
3、藻紅藍蛋白(Phycoerythrocyanin,PEC)
4、別藻藍蛋白(Allophycocyanin,APC)
藻膽蛋白是一種新型的熒游標記物,在熒光免疫分析方面有著廣闊的應用前景。其應用領域主要包括熒光激活細胞分類、流式細胞熒光測定、熒光免疫檢測以及單分子檢測等。在可溶性抗原抗體檢測方面的研究則開展較少。

研究


能量轉移
STOKES位移是熒光分析中的重要參數,它的大小決定著熒光探針的可靠性和靈敏性。熒游標記物如具有較大的STOKES位移,熒光檢測時來自瑞利散射拉曼散射的干擾就較小。STOKES位移越大,發射的熒光就越靠近可見光譜的紅端,這有利於分析生化樣品。因為在紅區生化基質和血清成分造成的熒光干擾劇減,檢測靈敏度可顯著提高。藻膽蛋白具有較大的STOKES位移。其中藻紅蛋白就高達80nm,直接用作探針,就能達到較高的靈敏度。如要進一步提高靈敏度,一種方法就是利用能量轉移原理,選擇適宜的配對試劑構成能量轉移試劑對製備性質穩定、可標記性強、熒光性能更好的藻膽蛋白偶聯熒游標記物來增大STOKES位移。在免疫熒光分析中,藻膽蛋白既是有效的能量供體,又是適宜的受體材料。除不同種類的藻膽蛋白之間可形成交聯體複合物外,其它熒光染料熒光素、德克薩斯紅等都可與藻膽蛋白組成能量轉移試劑對。1996年,Roederer等以花青染料Cy7與PE、APC分別交聯,其中Cy7與PE的交聯物的STOKES位移高達300nm。熒光級聯的PE-APC交聯體,STOKES位移也將近200nm,能量轉移效率高達90%。
藻膽蛋白共價偶聯物
藻膽蛋白包含大量的賴氨酸殘基,B-PE分子含有約85個賴氨酸殘基,而APC含36個。通過這些賴氨酸殘基側鏈,藻膽蛋白可與其它生物大分子相偶聯。常用的方法是使用異雙功能試劑(如SPDP等)與待偶聯的大分子反應,使其衍生化;以吡啶二硫化物使藻膽蛋白巰基化,再將兩者按一定比例混合併溫育,得藻膽蛋白共價偶合物。
在提純藻膽蛋白偶聯產物時,凝膠過濾不失為一種有效手段。以瓊脂糖凝膠為填料的層析柱,其分離效果就很理想。此外,基於羥基磷灰石的離子交換色譜也較為實用。

應用領域


藻膽蛋白的應用領域主要包括熒光激活細胞分類、流式細胞熒光測定、熒光免疫檢測以及單分子檢測等多項技術領域。但在檢測可溶性抗原、抗體方面,藻膽蛋白熒光探針的試劑化、商品化程度還不很高。