In vitro binding assay of the trace elements in bovine serum proteins

Abstract

The pH-dependence of binding affinity of various elements with serum proteins was examined using a multitracer technique. Their dependence in the range of pH 6.4-8.5 was examined by ethanol sedimentation method. The serum proteins used were albumin, beta-globulin, gamma-globulin, apotransferrin, and holotransferrin. As a sample buffer, N-(2-hydroxyethyl)piperazine-N'-(2-ethanesulfonic acid) (HEPES) was used. The pH value of protein solution was adjusted to 6.4 - 8.5 by adding a diluted NaOH solution. After the incubation, ethanol was added to the protein solution and the resulting solution was centrifuged. The gamma-ray radioactivities of the sediment were determined by measuring it with a Ge detector and comparing the results with those of standard multitracer solution. From the analysis of gamma-ray spectra, the affinities of Be, Cr, Mn, Co, Zn, Rb, Sr, Ba, Ir, and Pt were calculated. The high affinity of Be and Sr to albumin was observed. Carboxyl and imidazole groups of albumin played an important role in the bonding of these metals. From these results, it was confirmed that the structural changes of protein affected the affinity of metals.

マルチトレーサ分析法を用いて、血清蛋白質における種々の元素の結合親和性におけるpH依存性を調べた。測定にはpH6.4?8.5の範囲でエタノール沈殿法を用いた。血清蛋白質としては、アルブミン、β-グロブリン、γ-グロブリン、アポトランスフェリンおよびホロトランスフェリンである。緩衝剤としてN-[2-ヒドロキシエチル]ピペラジン-N'-[2-エタンスルフォン酸](HEPES)を用いた。蛋白質溶液のpH値を、NaOHを加えることにより6.4?8.5まで調節した。培養の後、エタノールを付加し、遠心分離機に掛けた。沈殿物のガンマ線放射能値をGe検出器で測定し、標準マルチトレーサ溶液の値と比較することによって求めた。ガンマ線のスペクトルの解析からBe、Cr、Mn、Co、Zn、Rb、Sr、Ba、IrおよびPtについて結合率を測定した。BeおよびSrのアルブミンへの結合率が高かった。これら金属の結合にはアルブミンのカルボキシル基とイミダゾール基が重要な役割をしていた。蛋白質の構造変化が金属の親和性に影響することを確認した。