轉鐵蛋白(Transferrin,TRF、TF)又稱(chēng)運鐵蛋白,是在無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的生物液體中發(fā)現的糖蛋白,主要由肝臟制造,轉鐵蛋白是體內最關(guān)鍵的鐵池,它是身體鐵狀態(tài)的重要生化標志物。轉鐵蛋白由位于同源N-端和C-端的兩個(gè)葉片(Lobe)組成的一種單鏈糖蛋白。人轉鐵蛋白共含678個(gè)氨基酸殘基,等電點(diǎn)為5.9、分子量為76kD。每分子的轉鐵蛋白能攜帶2個(gè)三價(jià)鐵離子(Fe3+)。轉鐵蛋白與Fe3+的相互作用取決于pH,pH為7.4時(shí),轉鐵蛋白與Fe3+高效結合,在酸性pH下兩者分離。它一共有兩個(gè)鐵離子結合位,每個(gè)結合位可以與一個(gè)鐵離子結合。在羧基端(carboxyl terminal)的結合位與鐵離子有很高的親和力,只會(huì )與鐵離子結合。在氨基端的結合位則是可以與其他離子結合,親和力高低如下:鐵>鉻>錳>鎘>鎳。三價(jià)鐵離子與轉鐵蛋白的結合需要一個(gè)陰離子的存在,通常是碳酸氫鹽。與鐵離子結合的轉鐵蛋白稱(chēng)為飽和轉鐵蛋白或全鐵轉鐵蛋白(Holo-transferrin),未與鐵離子結合的轉鐵蛋白稱(chēng)為脫鐵轉鐵蛋白(Apo-transferrin)。
轉鐵蛋白主要存在于血漿中,血漿中的轉鐵蛋白供應機體絕大部分組織的鐵,而在其不能到達的部位,由這些組織自己合成的轉鐵蛋白在局部產(chǎn)生轉鐵作用,可自身合成轉鐵蛋白的其他組織和細胞還包括室管膜、少突膠質(zhì)細胞、轉移性黑色素瘤細胞系以及人乳腺癌細胞系[1]。轉鐵蛋白已在各種體液中檢測到,包括血漿、膽汁、羊水、腦脊液、淋巴和母乳。轉鐵蛋白的血漿濃度從出生起就穩定,范圍為2g/L至3g/L,該蛋白的體內半衰期為8天。轉鐵蛋白水平對于健康生長(cháng)非常重要,低于0.1g/L的水平與感染、生長(cháng)遲緩和貧血的發(fā)病率增加相關(guān)。
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? ? 鐵是幾種代謝途徑和生理過(guò)程的重要元素[1]。鐵穩態(tài)的維持至關(guān)重要,因為變化會(huì )減少或過(guò)量對人體有害。鐵對所有生物都很重要。它在DNA復制中起著(zhù)核心作用,其中一種關(guān)鍵酶是核糖核苷酸還原酶,需要鐵作為輔助因子。鐵還作為血紅素的輔助因子[2]。然而,游離鐵可能有毒,通過(guò)Fenton和Haber–Weiss反應促進(jìn)自由基形成,從而導致組織氧化損傷。游離鐵通過(guò)將氫過(guò)氧化物轉化為反應性過(guò)氧基和烷氧基而引起脂質(zhì)過(guò)氧化[3]。此外,TF促進(jìn)涉及碳水化合物醛基和蛋白質(zhì)氨基的自氧化反應,從而形成糖化產(chǎn)物。由于這些原因,鐵以氧化還原非活性形式運輸是至關(guān)重要的。因此,TF的主要作用是將鐵安全地運輸到身體周?chē)怨L(cháng)細胞。
? ? 轉鐵蛋白負責運載由消化管吸收的鐵和由紅細胞降解釋放的鐵。以三價(jià)鐵復合物(TF-Fe3+)的形式進(jìn)入骨髓中,供成熟紅細胞的生成。轉鐵蛋白(TF)結合鐵是通過(guò)與其受體,即Transferrin Receptor 1(TFR1)相互作用而實(shí)現的。TFR1 是一種表達于細胞表面的糖蛋白,由兩個(gè)同源二聚體的亞基通過(guò)二硫鍵連接而成。在細胞表面,TF與Fe3+相互作用形成全鐵-TF,并與TFR1受體結合,在細胞內吞作用下進(jìn)入核內體。在偏酸性核內體的環(huán)境中,Fe3+與TF分離,同時(shí)前列腺蛋白(STEAP)將Fe3+還原為Fe2+,并被二價(jià)金屬離子轉運蛋白1(DMT1)轉運到細胞質(zhì)中,然后釋放了Fe3+的TF與TFR1組成TF/TFR1復合物,通過(guò)胞吐作用回游到細胞表面。在細胞表面,轉鐵蛋白(TF)與受體TFR1分離,成為脫鐵-TF,然后再與Fe3+重新結合參與鐵循環(huán)。整個(gè)過(guò)程完成后TF和TFR1被循環(huán)利用,進(jìn)入細胞攝取鐵的下一個(gè)周期中。
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? ? 傳統的細胞培養基由基礎培養基添加胎?;蛐∨Q褰M成。血清是一種含有細胞生長(cháng)所需生長(cháng)因子的補充劑。而血清制品的定義不明確的性質(zhì)對于下游研究和治療應用是不可取的,并且存在批次間差異。同時(shí),血清可能含有細胞生長(cháng)抑制因子和毒性因子,存在潛在毒性,血清的獲取成本高。血清由于成分不完全明確,給細胞培養的標準化帶來(lái)困難,同時(shí)也給細胞表達目的產(chǎn)物純化等下游操作帶來(lái)困難。為了克服與血清相關(guān)的不一致性能,無(wú)血清培養基是絕對必要的。
? ? 細胞無(wú)血清培養基通常含有多種維生素、氨基酸、無(wú)機鹽、微量元素、激素、生長(cháng)因子以及結合轉運蛋白等,部分培養基包含動(dòng)物來(lái)源或微生物重組表達的細胞外基質(zhì)。
? ? 轉鐵蛋白對于確保足夠的細胞增殖和功能至關(guān)重要,對于絕大部分細胞系在無(wú)血清培養基中生長(cháng)是必需的,為絕大多數無(wú)血清培養基必需添加物組分,通過(guò)與轉鐵蛋白受體(Transferrin Receptor, TFR) 相互作用,在無(wú)血清細胞培養過(guò)程中發(fā)揮重要功能。轉鐵蛋白能與三價(jià)鐵離子可逆性結合,調節鐵離子轉運及代謝,維持細胞內的鐵以及鉻、錳、鎘、鎳等多種金屬離子的平衡穩態(tài)??删S持細胞的生長(cháng)和增殖,有類(lèi)似于生長(cháng)因子的功能。而且,轉鐵蛋白也是一種重要的胞外抗氧化劑,可以避免細胞外環(huán)境中自由基的產(chǎn)生,防止細胞受到傷害。
? ? 總而言之,轉鐵蛋白是無(wú)血清培養體系中的重要成分,研究表明飽和鐵形態(tài)的轉鐵蛋白對于促進(jìn)細胞生長(cháng)是最有效的形態(tài)。對于雜交瘤,黏連細胞和懸浮細胞系,在細胞培養過(guò)程中,應保持培養基中轉鐵蛋白濃度在0.5-100μg/ml。針對不同的細胞系,需要選擇最合適的濃度。
禾創(chuàng )TMOsrhTF是一種來(lái)源于水稻胚乳細胞的重組人轉鐵蛋白,主要用于細胞培養。與天然提取來(lái)源的轉鐵蛋白相比,禾創(chuàng )TMOsrhTF避免了來(lái)自于人源或動(dòng)物源病毒及支原體污染的風(fēng)險。產(chǎn)品詳情點(diǎn)擊鏈接
規格參數
來(lái)源:水稻種子
外觀(guān):粉紅色至紅褐色或橘紅色粉末或晶體粉末
純度:≥95%(RP-HPLC)
pH值:6.0~8.0
內毒素:≤1EU/mg
分子量:75kD
鐵飽和度:70%
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主要優(yōu)勢
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應用案例
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圖1:與其他市售rhTF相比,在低血清測試體系下,禾創(chuàng )具有更佳的生物學(xué)活性
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圖2:禾創(chuàng )(右)和其他市售rhTF(左)在MSC細胞無(wú)血清培養的細胞形態(tài)對比
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圖3:與未添加TF相比,禾創(chuàng )能明顯促進(jìn)細胞增殖,并且與其他市售rhTF相比,增殖效果相當。
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無(wú)血清細胞培養系列產(chǎn)品
OsrHSA——水稻重組人血清白蛋白
OsrhFN——水稻重組人纖維連接蛋白
OsrhbFGF——水稻重組人堿性成纖維細胞生長(cháng)因子
OsrhVEGF——水稻重組人血管內皮生長(cháng)因子
OsrhKGF——水稻重組人角質(zhì)細胞生長(cháng)因子
rhIGF-1 LR3——重組人類(lèi)胰島素生長(cháng)因子-1 LR3
rhEGF——重組人表皮生長(cháng)因子
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參考文獻
1. Gomme PT, McCann KB, Bertolini J. Transferrin: structure, function and potential therapeutic actions. Drug Discov Today 2005;10:267-273.
2. Li H, Qian ZM. Transferrin/transferrin receptor-mediated drug delivery. Med Res Rev 2002;22:225-250.
3. Rice-Evans C, Green E, Paganga G, Cooper C, Wrigglesworth J. Oxidised low density lipoproteins induce iron release from activated myoglobin. FEBS Lett 1993;326:177-182.
4. Devireddy LR, Myers M, Screven R, Liu Z, Boxer L. A serum-free medium formulation efficiently supports isolation and propagation of canine adipose-derived mesenchymal stem/stromal cells. PLoS One 2019;14:e0210250.
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