Introducción a las perlas magnéticas de estreptavidina

Introducción a las perlas magnéticas de estreptavidina

Perlas magnéticas de estreptavidina Las microesferas magnéticas (perlas SA, por sus siglas en inglés) son microesferas magnéticas con sustancias bioactivas específicas (estreptavidina) modificadas en su superficie. Las perlas magnéticas de estreptavidina son un tipo de nanoperlas magnéticas biológicas con un grupo funcional superficial de estreptavidina. Pueden unirse específicamente a la biotina o a moléculas marcadas con biotina, separando así las moléculas biotiniladas. La fuerte unión y el efecto de amplificación multinivel de la biotina avidina con reactivos de marcaje le confieren las ventajas de una alta especificidad y sensibilidad, lo que la hace ampliamente utilizada en campos como la detección de ácidos nucleicos, la purificación por afinidad, el inmunoensayo y la separación celular.

La estreptomicina es una proteína con características biológicas similares a la avidina. A diferencia de la avidina, presente en la clara de huevo, la estreptavidina proviene del género Streptomyces y es un producto proteico secretado por la avidina de Streptomyces durante el cultivo. El SA también puede producirse mediante ingeniería genética. Una molécula de estreptavidina se une a cuatro moléculas de biotina, y la interacción entre ambas constituye una de las fuerzas de unión no covalente más potentes conocidas en la naturaleza.

La estreptomicina no contiene cadenas laterales de glicosilo en su superficie y su punto isoeléctrico es casi neutro, lo que favorece las reacciones biológicas. Por lo tanto, su sensibilidad y especificidad de detección son superiores a las de la estreptavidina, lo que la hace más ventajosa en sus aplicaciones.

Además, existe un tipo particularmente único de perlas magnéticas de afinidad neutra, que tienen un punto isoeléctrico neutro y propiedades de desglicosilación, sin secuencia de reconocimiento RYD. Por lo tanto, su unión no específica suele ser menor que la de la avidina y la estreptavidina, y mantiene la mayor actividad específica hacia las proteínas de unión a la biotina. Las perlas magnéticas de afinidad neutra tienen la unión no específica más baja y no reducen la afinidad a la biotina.

Aplicación de Estreptococoávidoen cuentas magnéticas

1. Quimioluminiscencia

Las perlas magnéticas de estreptavidina son muy fáciles de usar. Tras su compra, se limpian y diluyen para formar parte del reactivo luminiscente. Al mezclarlas con anticuerpos biotinilados para formar una superficie de captura en fase sólida, se puede capturar la sustancia objetivo en la muestra. Las ventajas de este sistema, además de la alta afinidad y el efecto de amplificación mencionados anteriormente, son que los anticuerpos biotinilados son simples y las moléculas de biotina son pequeñas, y que la unión con antígenos/anticuerpos no afecta la actividad proteica.

Hay varios reactivos biotinilados disponibles comercialmente, siendo los más comúnmente utilizados las moléculas biotiniladas que contienen ésteres NHS, que dependen de las cadenas laterales de biotina para formar varios grupos reactivos que pueden reaccionar y unirse con otras moléculas (transportando amino, carboxilo, tiol, etc.).

2. Captura dirigida

La secuenciación por captura dirigida consiste en aislar y enriquecer genes diana de todo el genoma, para posteriormente utilizar la secuenciación de alto rendimiento (NGS), ampliamente utilizada en cribado sanitario, ensayos clínicos y otras aplicaciones de alta sensibilidad. Actualmente, la secuenciación por captura dirigida utiliza principalmente métodos de captura en fase líquida, donde sondas portadoras de biotina hibridan con la región diana y se unen a microesferas magnéticas de estreptavidina para lograr la captura.

Se eliminan otros fragmentos por lavado y, a continuación, las sondas se separan de los fragmentos diana mediante desnaturalización. La separación magnética elimina las microesferas magnéticas y las sondas vacías unidas a ellas, completando así la captura de la región diana. Las microesferas magnéticas de estreptavidina son una materia prima importante para la captura por hibridación en fase líquida.

 

3. Inmunoprecipitación

La inmunoprecipitación (IP) es un método clásico para estudiar las interacciones proteicas, basado en la interacción específica entre anticuerpos y antígenos. Tratar una proteína como un antígeno y usar anticuerpos conocidos contra ella para precipitarla y separarla de un sistema mixto, con el fin de lograr una extracción y purificación preliminares, es un método utilizado para separar y detectar proteínas específicas. Además de las perlas magnéticas comunes de proteína A o proteína G, las perlas magnéticas de estreptavidina también son una opción, que solo requiere la biotinilación de los anticuerpos antes de la inmunoprecipitación y, posteriormente, la separación y purificación con perlas magnéticas de estreptavidina.

Al mismo tiempo, las perlas magnéticas de estreptavidina son adecuadas para todo tipo de reacciones de pull-down, especialmente para anticuerpos que no se unen a la proteína A/G, y por lo tanto se utilizan ampliamente en la preparación de muestras y el desarrollo de sistemas de detección para aplicaciones proteómicas. Además, debido a su baja unión inespecífica, también se pueden utilizar en análisis de espectrometría de masas.

5. Separación celular

Una técnica que separa principalmente una subpoblación celular específica de una muestra celular mixta según sus características. En el análisis clínico, ya sea biopsia de tejido o toma de muestras de sangre, la separación celular es un paso crucial, ya que las muestras derivadas de pacientes producen mezclas complejas compuestas por una amplia gama de tipos celulares, matrices y factores biológicos. Actualmente, la captura de analitos mediante microesferas magnéticas se ha convertido en un método ampliamente utilizado en la separación celular. Mediante una simple manipulación magnética, se pueden capturar poblaciones celulares diana con alta precisión.

En este proceso, los anticuerpos se biotinilan primero, y las microesferas magnéticas se unen a ellos mediante estreptavidina, logrando una unión específica con los antígenos correspondientes en la superficie celular y capturando indirectamente las células mediante las microesferas, logrando así la separación. Las microesferas magnéticas ideales no solo deben facilitar la separación celular, sino también ser compatibles con una amplia gama de aplicaciones y análisis posteriores.

El modo de unión de las perlas magnéticas de estreptavidina a los objetivos:

Según las diferentes moléculas objetivo capturadas y las aplicaciones posteriores, se pueden elegir métodos directos o indirectos para capturarlas. El método directo consiste primero en unir el ligando biotinilado a microesferas magnéticas de estreptavidina, luego incubar con la muestra y, finalmente, capturar la molécula objetivo mediante separación magnética.

Suele ser adecuado para la detección rápida de dianas. El método indirecto implica que el ligando biotinilado se une primero a la molécula diana en la muestra para formar un complejo, que posteriormente se coincuba con microesferas magnéticas de estreptavidina. Tras la separación magnética, se captura la molécula diana. El método indirecto es adecuado para experimentos con baja concentración de diana, baja afinidad específica o cinética de unión lenta, como las aplicaciones de secuenciación por captura dirigida mediante NGS.

SHBC puede proporcionar perlas magnéticas de estreptavidina superparamagnéticas y de tamaño uniforme. La abundante estreptavidina en la superficie puede unirse de manera eficiente a moléculas biotiniladas, incluyendo ADN, ARN, productos de PCR, anticuerpos, péptidos y otras proteínas. Bajo la acción de un campo magnético externo, las perlas magnéticas de estreptavidina se adsorben, separándose así de las moléculas no objetivo en la muestra y logrando la captura de las moléculas objetivo. En la actualidad, las perlas magnéticas de estreptavidina se utilizan principalmente en aplicaciones de investigación como captura de ácidos nucleicos, separación de proteínas, clasificación de células, inmunoensayo y secuenciación dirigida.