Avidin

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Avidin (Gallus gallus)
Avidin (Gallus gallus)
Bändermodell eines Avidin-Dimer, mit gebundenem Biotin als Kalotten, nach PDB 1AVD
Vorhandene Strukturdaten: s. UniProt
Masse/Länge Primärstruktur 128 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Homotetramer
Bezeichner
Gen-Name(n) AVD
Externe IDs

Avidin ist ein Glykoprotein im Eiweiß von Vogeleiern, welches Biotin (Vitamin H) binden kann. Die biologische Funktion von Avidin ist nicht näher bekannt. Es wird jedoch vermutet, dass das Avidin im Eiweiß einen Abwehrmechanismus darstellt und inhibitorisch auf das Bakterienwachstum wirkt. Im Hühnerei macht es etwa 0,05 Prozent des Eiklar-Proteins aus.[1][2]

Es handelt sich um ein tetrameres Protein, welches vier Biotin-Moleküle binden kann. Die Fähigkeit von Avidin, Biotin zu binden, führt unter anderem auch dazu, dass Biotin im Gastrointestinaltrakt nicht aufgenommen werden kann, wenn man viel rohes Ei isst. Avidin vermindert sowohl die Verfügbarkeit des mit der Nahrung zugeführten, als auch des von der Darmflora produzierten Biotins. Damit kann experimentell durch Zusatz von Avidin oder rohem Eiklar zur normalen Kost Biotinmangel erzeugt werden.

Struktur[Bearbeiten]

Die Primärstruktur des Monomers, also jeder der vier identischen Untereinheiten besteht aus 128 Aminosäuren, das Tetramer hat eine Gesamt-Molekülmasse von 66 kDa.[3]

Homologe[Bearbeiten]

Streptavidin ist ein bakterielles Avidin aus Streptomyces, welches ebenfalls Biotin bindet, wenn auch geringfügig schwächer als das Avidin. Weil das bakterielle Streptavidin jedoch kein Glykoprotein ist und es daher geringere unspezifische Bindungen aufweist, wird es in der Biochemie bevorzugt eingesetzt.

Entdeckung[Bearbeiten]

1940 hatte man beobachtet, dass Küken, die rohes Eiklar erhielten, unter Biotinmangel litten. Im selben Jahr gelang es Esmond Emerson Snell als erstem, das entsprechende Protein zu isolieren. Er benannte es Avidin nach der Eigenschaft, sich "gierig" (engl. "avid") mit Biotin zu verbinden. [4]

Grüne Biotechnologie[Bearbeiten]

Mit dem Avidin-Mais wurde über die Grüne Gentechnik ein Transgener Mais entwickelt, der in der Lage ist, Avidin in Konzentrationen über 100 ppm zu exprimieren. Dieses schützt den Mais aufgrund der Biotin-Bindung vor allem bei der Lagerung gegen Schädlingsbefall, da es verhindert, dass die Schadinsekten dieses aufnehmen können.[5] Auf diese Weise sollen Ernteausfälle durch Insektenbefall während der Lagerung vor allem in tropischen Ländern reduziert werden. Zudem wurden Experimente durchgeführt, wie Synergieeffekte von Bt- und Avin-Mais als Insektenschutz genutzt werden können.[6]

Transgener Mais muss für die Nutzung als Nahrungs- und Futtermittel gekocht werden, da er ungekocht auch für den Menschen und andere Tiere nicht nutzbar ist.[7]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. UniProt P02701
  2. Nelson, Lehninger, Cox: Principles of Biochemistry. 5. Aufl., W.H. Freeman, New York, 2008. ISBN 071677108X
  3. invitrogen: Molecular probes : Handbook of fluorescent probes and research chemicals. Eugene, Or. : Molecular Probes, Inc., 1999. 7th ed. ISBN 0965224058 Seite zu Avidin
  4. Nicole Kresge, Robert D. Simoni and Robert L. Hill: "The Discovery of Avidin by Esmond E. Snell" in The Journal of Biological Chemistry
  5. KJ Kramer, TD Morgan, JE Throne, FE Dowell, M Bailey, JA Howard: Transgenic avidin maize is resistant to storage insect pests. Nature Biotechnology 18(6), 2000; S. 670-4. PMID 10835608.
  6. YC Zhu, JJ Jr Adamczyk, S West S.: Avidin, a potential biopesticide and synergist to Bacillus thuringiensis toxins against field crop insects.. Journal of Economic Entomology 98(5), 2005; S. 1566–1571. PMID 16334325.
  7. William J. Thieman, Michael A. Palladino: Biotechnologie. Pearson Studium, München 2007. S. 195. ISBN 978-3-8273-7236-9.