细胞培养中的转铁蛋白

转铁蛋白在无血清真核生物的重要性和用途,包括杂交瘤和中国仓鼠卵巢(CHO)细胞培养


 转铁蛋白,一种无血清培养基补充剂,可用于生物制造;组织工程及特殊培养基:

转铁蛋白组成一个广泛的微异构单链糖蛋白同种型群,分子量约为78~80Kd。转铁蛋白是为培养细胞提供铁的一种生理适宜方法。使用转铁蛋白输送铁历来是生产治疗性蛋白质(如单克隆抗体)的生物制造系统中铁管理计划的一部分。努力转向无动物蛋白和无蛋白细胞培养系统,促使开发者寻求转铁蛋白的小分子替代品。这些通常是铁螯合剂。铁螯合剂应谨慎使用,因为许多螯合剂不能控制导致氧化应激的铁的氧化还原循环。

转铁蛋白并不是大多数商业经典基础培养基的组成部分。传统上来说,它作为血清补充剂的组成部分进入细胞培养系统。近来,将转铁蛋白添加到基础培养基中作为ITS,SPIT 和SPITE冷冻补充剂的组成部分,已经开始流行。

使用转铁蛋白和铁螯合剂的铁管理的化学和生物化学极其复杂。细胞培养系统中管理不当的铁储存和输送是氧化应激和蛋白质损伤的主要原因。关于转铁蛋白和铁螯合剂作为细胞培养组成部分的更完整讨论请到我们的培养基专家查看。


 铁在细胞培养系统中的主要功能:

  • 转铁蛋白促进细胞外铁的储存和运输。
  • 转铁蛋白是重要的细胞外抗氧化剂。它们在生理条件下如此紧密地结合铁,以至于几乎不存在游离铁来催化自由基的产生。
  • 转铁蛋白向细胞输送铁是一个受体介导和控制的过程。细胞通过改变转铁蛋白受体表达来调节它们从细胞外环境中接受的铁量


 转铁蛋白的化学特性使其成为一种有用的无血清培养基补充剂:

转铁蛋白组成广泛的单链糖蛋白同种型的微异质组,分子量约为78~80Kd。转铁蛋白的同种型可见于大多数生物体液,包括血清、脑脊液、滑液和羊水。动物种内和种间均存在转铁蛋白微异质性。各物种内微异质性的主要贡献者是铁含量,以及N-连接的聚糖链的结构和唾液酸含量。跨物种的转铁蛋白在一级氨基酸序列上也不同。

转铁蛋白的稳定性通过铁结合诱导的构象变化而增加。铁结合增加转铁蛋白对细胞转铁蛋白受体的亲和力。转铁蛋白上的糖基化模式似乎对其与转铁蛋白受体的结合没有显著影响。然而,它可能影响转铁蛋白与一般去唾液酸受体的结合,以及其在溶液中的半衰期。

转铁蛋白以高亲和力结合三价铁。两个三价铁原子以明显不同的亲和力结合转铁蛋白。第一和第二铁原子稳定常数分别约为1030和1027。当转铁蛋白存在于转铁蛋白与铁的摩尔比大于1的细胞培养基中时,几乎没有铁可以自由参与自由基化学。当培养基中铁浓度超过转铁蛋白的总铁结合力(TIBC)时,培养基中可存在游离铁。未结合的铁可以参与自由基化学并增强氧化应激。


 转铁蛋白介导铁传递的一般机制:

两个负载铁的转铁蛋白分子与一个转铁蛋白受体结合。一旦结合,它们被转移到细胞内部的酸性内体中。在pH降低时,铁被释放并结合到细胞内蛋白质和储存分子铁蛋白中。载脂蛋白-转铁蛋白(不含铁)再循环回到细胞外部并释放。每个转铁蛋白受体循环最多可以输送四个铁原子。


 转铁蛋白的重新装载:

将三价铁加载到转铁蛋白中可能相对较慢,需要几分钟才能完成。血浆铜蓝蛋白的氧化酶活性使铁负载转铁蛋白的速率加快到数秒之间。许多试剂在体外似乎促进亚铁转化为三价铁,使其可被转铁蛋白吸收。这些包括柠檬酸盐,碳酸氢盐和磷酸盐。然而,这些氧化中的每一个都伴随着自由基的形成。另一方面,血浆铜蓝蛋白促进亚铁氧化为三价铁,而不形成自由基。血浆铜蓝蛋白介导的铁氧化伴随着双氧转化为水。血浆铜蓝蛋白是唯一提供受控和快速氧化亚铁为三价铁的循环分子。


 转铁蛋白产品增强在无血清培养中的杂交瘤、中国仓鼠卵巢(CHO)和其他哺乳动物真核细胞生长。

     

我们的细胞培养基专家对此和其他无血清和无蛋白培养基补充剂可提供深入的讨论。培养基专家包含有关原材料、成分使用建议、配方策略和参考等其他部分。每当您遇到有关真核哺乳动物细胞培养系统的问题或疑问时,请访问培养基专家以获取有用的指导。