生物素－亲和素系统（Biotin-Avidin—System，BAS）是上世纪70年代末发展起来的一种生物反应放大系统。

亲和素是来源于鸡蛋中的一类糖蛋白，一个亲和素由四个完全相同的亚基组成，理论上可以和四个生物素结合。

生物素和亲和素之间的亲和力很强，解离常数为 10-15 M 级别，这种高亲合力的牢固结合以及多级放大效应，使 BAS 免疫标记和有关示踪分析更加灵敏。

它已成为目前广泛用于SPR分子互作实验、BLI分子互作实验、微量抗原、抗体定性、定量检测及定位观察研究的新技术。

生物素也叫维生素 H（结构图见 Fig1.）属于维生素 B 族，它是脂肪和蛋白质的正常代谢中不可或缺的物质，也是一种维持人体生长和正常人体机能所必须的水溶性维生素。

此外，它的一项重要功能是在羧基转移反应中充当其转运载体。生物素羧基载体蛋白（BCCP）是大肠杆菌中一个可生物素化的蛋白，依赖生物素的羧基酶催化反应分为两步：他们的 Biotin Carboxylase(BC) 结构域分解 ATP，羧化生物素；羧化的生物素转移到他们的 Carboxyl Transferase(CT) 结构域，而在此过程中 Biotin holoenzyme synthetase(BHS) 即 BirA 酶能够在其胞内催化生物素特异标记在生物素羧基载体蛋白上，顺利的完成羧基转移反应。

Schatz PJ 在 1993 年通过多肽库筛选的方式筛选出 BirA 催化生物素的特异性多肽序列,BirA 识别这个序列并把这个生物素连接到其中的赖氨酸残基侧链上（见 Fig3.)

基于以上相关研究的积累，AviTag™ 技术应运而生。Avi-tag 是一个由 15 个氨基酸残基组成的短肽标签（见 Fig3），在体内或体外都能被生物素连接酶（BirA）在赖氨酸残基连接上一个生物素，从而实现蛋白的生物素化。生物素与亲和素/链霉亲和素具有很强的亲和力，两者的亲和常数甚至比抗原-抗体反应还要高 10-100 万倍，是目前已知强度最高的非共价作用，利用这一特性生物素标记蛋白可以应用于蛋白的固定、纯化和显影等。由于生物素标记的这些优势，AviTag™ 技术更是得到了广泛的应用。

                                 Fig3 生物素连接酶工作示意图

AviTag™ 技术主要有以下三点优势：

1.一致性的标记：生物素化发生在 Avi 标记的单个赖氨酸残基上，是定点标记，不会影响蛋白的活性；

2.统一的蛋白方向：当与链霉亲和素包被的表面结合时，由于对生物素化的精确控制，使得 Avi 标签的蛋白方向一致性高，提高结合分析实验的效率；

3.等效的活性：生物素化仅局限于 Avi 标签，蛋白的其余部分未受影响，不会影响蛋白的活性。且与未标记的蛋白经过相同的生物测定，以确保其特异性和活性。

SPR 分析 CD155/PVR：TIGIT 结合的亲和力及结合动力学。A）SPR 实验的示意图；B）CD155/PVR 与 TIGIT 结合的双扣除传感图及动力学拟合图。

传感图采用 1:1 模型拟合，相互作用亲和力 KD = 25.35 nM。C）稳态亲和力拟合图，与动力学数据一致，KD = 36.14 nM。