Untersuchung der BSA-Bindung an citratbeschichtete Goldnanopartikel und -oberflächen

Die Wechselwirkung von Rinderserumalbumin (BSA) mit Goldkolloiden und -oberflächen wurde mittels Zetapotential- und Quarz-Kristall-Mikrowaagenmessungen (QCM) untersucht, um die Oberflächenladung und -bedeckung zu bestimmen. Die Kombination dieser beiden Messungen legt nahe, dass die BSA-Bindung an Goldnanopartikel und Goldoberflächen über einen elektrostatischen Mechanismus erfolgt, wenn Citrate vorhanden sind. Die Bindung von BSA an blankem Gold ist fast doppelt so hoch wie die Bindung von BSA an einer citratbeschichteten Goldoberfläche, was darauf hindeutet, dass eine Proteinverbreitung (Denaturierung) auf der Oberfläche stattfinden könnte, gefolgt von sekundärer Proteinbindung. Andererseits kann die Bindung an citratbeschichtete Goldoberflächen an ein Langmuir-Isothermenmodell angepasst werden, um eine maximale Oberflächenbedeckung von (3,7 +/- 0,2) x 10(12) Molekülen/cm(2) und einer Bindungskonstante von 1,0 +/- 0,3 microM(-1) zu erhalten. Die Zetapotentialmessungen zeigen, dass die Stabilisierung der Kolloide durch BSA einen signifikanten Beitrag von einem sterischen Mechanismus hat, da die Kolloide selbst an ihrem isoelektrischen Punkt (pI ungefähr 4,6) stabil sind. Um konsistent mit den beobachteten Phänomenen zu sein, müssen die elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen BSA und Citraten aus Salzbrücken bestehen, z.B. vom Carboxylat-Ammonium-Typ, zwischen dem Citrate und der Lysin auf der Proteinoberfläche. Die Daten unterstützen die Rolle der starken elektrostatischen Bindung, schließen jedoch nicht die Beiträge von sterischen oder hydrophoben Wechselwirkungen mit der Oberflächenadlagschicht aus.