Une analyse quantitative des acides aminés révèle que l'albumine de sérum bovin (ou "Bovine Serum Albumin" - BSA) contient en masse 0,58% de tryptophane.

Sachant que la masse moléculaire du Trp = 204 Da :

a. La donnée 0,58 % Trp signifie : 0,58 g Trp <=> 100 g de BSA

Par ailleurs, si la BSA contient au minimum 1 Trp, alors : 204 g Trp <=> 1 mole de BSA

Donc : 1 mole de BSA = (204 x 100) / 0,58 = 35172 g au minimum

b. La masse moléculaire 70.000 Da indique que la BSA contient 2 Trp.

c. La BSA est biosynthétisée sous forme d'un précurseur de 607 acides aminés avec une masse de 69293 Da. Le précurseur contient 3 Trp.

• un peptide signal de 18 acides aminés est clivé lors de l'activation (sécrétion) de la BSA, et ce peptide signal contient 1 Trp : MKWVTFISLLLLFSSAYS
• un hexapeptide (sans Trp) est ensuite clivé

La forme mature de la BSA (acides aminés 25 à 607 - masse molaire 66.463 Da) ne contient donc que 2 Trp. Elle a un point isoélectrique = 4,7.

Visualisation de la BSA de Bos taurus à une résolution de 2,7 Å (2012)

PDB : 3V03

La BSA est un homodimère :

• Une seule chaîne polypeptidique est représentée.
• Elle a un fort contenu en hélice α (en rose).

Caractéristiques de la BSA

La fonction physiologique principale de la BSA est la régulation de la pression osmotique colloÏdale du sang. En effet, la BSA (Bos taurus - P02769) possède de nombreux sites de fixations de ligands :

• 2 sites de fixation du zinc : la BSA est le principal transporteur du Zn²⁺ (environ 80%) dans le plasma sanguin.
• 4 sites de fixation du calcium : elle fixe environ 45% du Ca²⁺ (et K⁺) dans le plasma sanguin.
• 1 site de fixation du cuivre.
• Des sites de fixation de l'eau et de la bilirubine.
• Enfin, la BSA peut fixer et transporter 7 molécules d'acide gras (par exemple l'acide arachidonique).

Source : Majorek et al. (2012)

On comptabilise plus de 90 structures tridimensionelles de l'albumine du sérum dans la PDB : homme : human serum albumin (HSA) - PDB : 3UIV ; vache : bovine serum albumin (BSA) - PDB : 3V03 ; cheval : equine serum albumin (ESA) - PDB : 3V08 ; lapin : rabbit serum albumin (RSA) - PDB : 3V09.

La BSA est très utilisée en laboratoire : en effet, c'est l'archétype des protéines dites "globulaires" dont la structure tridimensionnelle est assimilée à une sphère, ce qui permet de faire l'hypothèse d'une proportionalité entre leur masse molaire et leur dimension, donc leur volume (plus précisément leur rayon de Stokes).

• A ce titre, la BSA est la protéine employée comme standard dans le dosage colorimètrique de la concentration des protéines : le dosage de Bradford.
• Remarque : la forme réelle de la BSA s'apparente davantage à une ellipsoïde.

On utilise aussi la BSA parce qu'elle a un côut très faible et elle est très stable car elle contient 17 ponts disulfure.

1. Le Dalton (Da) = unité de masse atomique (U.M.A.) : c'est l'unité de masse trés proche de celle de l'atome d'hydrogène (1,0000).

En hommage au grand chimiste et physicien anglais John Dalton (1766 - 1844) qui a développé la théorie atomique de la matière.

2. Postulat d'Avogadro (gaz): le volume d'une molécule-gramme ou mole de gaz (correspondant au poids moléculaire exprimé en grammes) est le volume moléculaire = 22,414 litres (à 0°C et 1 atm).

Le nombre de molécules dans une mole est : N = 6,02 10²³ (nombre d'Avogadro).

• la masse de N atomes est la masse atomique
• la masse de N molécules est la masse molaire
• la masse de 12,000 g de carbone est la masse de l'isotope 12 du carbone

En conséquence : 1 U.M.A. est le douzième (car 12 nucléons) de la masse d'un atome de carbone

=> 1 Da = 1 U.M.A. = 12,000 / (12 x N) = 1 / N = 1,66 10-²⁴ g