الترانسفيرين في ثقافة الخلايا: حامل الحديد الرئيسي للأنظمة الخالية من المصل

I. هيكل ترفيرين (TF)

يحتوي TF على 679 بقايا من الأحماض الأمينية ، مع وزن جزيئي يبلغ حوالي 79 كيلودا ونقطة معينة كهربائية حوالي 6.6يتضمن تسلسل الأحماض الأمينية 38 بقايا سيستين قادرة على تشكيل 19 زوج من روابط ديسولفيد، والتي هي حاسمة لتحقيق الاستقرار في بنية البروتين،و يمتلك ثلاثة مواقع N-glycosylationيتكون TF من مجالين ملزمين بالحديد متشابهين من الناحية الهيكلية: مجال N-terminal (336 aa) ومجال C-terminal globular (343 aa). يتم ربط المجالين بسلسلة المسافة القصيرة.

يحتوي كل موقع لربط Fe3 + في المجال على أربعة أحماض أمينية محفوظة ، بما في ذلك اثنين من التايروزين وحمض أسباركتيك وحمض هستيدين واحد ، ويتم ترتيب هذه المخلفات في هندسة ثمانية الأطراف.بالإضافة إلى، مطلوب ذرات أوكسجين توفرها أيونات الكربونات في مواقع ربط Fe3 + لتحقيق الاستقرار في ذرات الحديد. بالقرب من مواقع ربط TF ، Gly-65 ، Glu-83 ، Tyr-85 ، Arg-124 ، Lys-206 ،يلعب Ser-248 و Lys-296 دورا رئيسيا في إطلاق الحديدتأثير البروتونات من زوج القواعد Lys‐206‐Lys‐296 الموجود في المجال المعاكس للنهاية N يمكن أن يؤدي إلى تشكيل مفتوح أو مغلق من TF.

II. وظائف ترفيرين (TF)

الحديد هو أحد العناصر الأساسية للحفاظ على نمو الخلايا وتكاثرها وأنشطة الأيض. يتم نقل معظم الحديد الحر في الجسم وتوصيله عن طريق التنقل.الغلوبولين الـ β الرئيسي الذي يربط الحديد و ينقل الحديد في البلازما، مسؤولة بشكل أساسي عن نقل الحديد الممتص من الجهاز الهضمي والحديد الذي يتم إطلاقه من تدهور الكريات الحمراء. في المصل البشري ، يبلغ تركيز TF حوالي 2.5 g / L ،30% منها يحتوى على الحديديوجد TF بشكل رئيسي في ثلاثة أشكال: هولو ترانسفيرين (هولو ترانسفيرين) ، ترانسفيرين مشبع جزئيًا (سيدرو ترانسفيرين) ، وأبو ترانسفيرين (أبو ترانسفيرين).

في الحجرة الخارجيّة (pH ≈ 7.5) ، يمتلك مستقبلات التنسفيرين (TFR) صلة ارتباط أعلى مع TF المرتبطة بالحديد (holo-TF) مقارنةً بالشكل الخالي من الحديد (apo-TF).يتم بعد ذلك استيعاب TF المرتبطة بالحديد، بينما يتم إطلاق apo-TF على سطح الخلية. في الأندوزومات (pH ≈ 5.6) ، يرتبط TFR بشكل تفضيلي مع apo-TF على holo-TF ،الوساطة لنقل apo-TF من الأندوزومات إلى غشاء البلازمامن خلال هذه العملية، يتم تسليم الحديد إلى الخلايا ويتم تدوير TF.

الحديد أمر بالغ الأهمية في زراعة الخلايا في المختبر. كعامل مشترك لمختلف الإنزيمات ، يشارك التنسفرين في وظائف فسيولوجية خلوية متعددة ، يتم وصف ثلاثة جوانب رئيسية أدناه:

1المشاركة في عملية الأيض التنفسية الخلوية
الميتوكوندريا هي موقع التمثيل الغذائي التأكسدي الخلوي ومركز الطاقة للخلايا. يلعب الديهيدروجيناز السوكسينات على غشاء الميتوكوندريا دورًا حيويًا في هذه العملية.كمكون لـ succinate dehydrogenase، الحديد يشارك في الأكسدة الخلوية الأيض وإنتاج الطاقة.

2- حماية الخلايا من الضرر الاكسدة
وباعتبارها جوهر الهيكل الحديدي-البورفيرين، فإن الحديد هو مكون رئيسي من الإنزيمات مثل الكتالاز والبيروكسيداز. فإنه يلغي سمية بيروكسيد الهيدروجين، والفينولات، والأمينات والألدهيدات،حماية الخلايا من الأضرار الناجمة عن بيروكسيدات بما في ذلك H2O2يقدم الدفاع المضاد للأكسدة للخلايا ويحسن صحة الخلايا.

3تحسين كثافة الخلايا وفعالية
الحديد عنصر أساسي لتكاثر الخلايا. بدون الحديد، الخلايا لا يمكن أن تتقدم من مرحلة G1 إلى مرحلة S أثناء التكاثر،و نقص الحديد يؤدي إلى موت الخلايانقص الحديد يضعف تركيب الحمض النووي أثناء تكرار الخلايالأن الحديد هو مكون من الريبونيوكليوتيد ريدوكتاز ‬ إنزيم الحد من السرعة الذي يحفز تحويل الريبونيوكليوتيد إلى دي أوكسيريبونيوكليوتيد في تركيب الحمض النووي.

III. تطبيقات ترفيرين في الثقافة الخالية من المصل

الترفيرين (TF) هو مكون لا غنى عنه في ثقافة الخلايا. وخاصة في الوسائط الخالية من المصل (SFM) ، تم تطبيق TF على نطاق واسع على نطاق واسع في التصنيع الحيوي ،مثل إنتاج الأجسام المضادة الأحادية الصفات، وتوليف البروتينات المتجددة، وكذلك زراعة الخلايا المناعية والخلايا الجذعية.

1تحسين نمو الخلايا و إنتاج المنتج
إضافة TF في الوسائط الخالية من المصل (SFM) تدعم زراعة الكثافة العالية لخلايا CHO ، وتطيل دورات الإنتاج وتزيد من إنتاج البروتين.
يزيد إضافة TF إلى الوسائط الخالية من المصل لخلايا الخلايا الهجينة من معدل انتشار الخلايا وعملها.
عن طريق تنظيم استقرار الحديد، يقلل ترفيرين من التباين في البروتينات و يضمن استمرارية الدواء من دفعة إلى أخرى.
عندما يتم تطبيقها على ثقافة خالية من المصل للخلايا CAR- T والخلايا NK والخلايا الجذعية الميزنخيمية (MSCs) ، تحافظ TF على قابلية الخلايا والخصائص الوظيفية.

2تبسيط الصيغة وتوحيدها
كعنصر أساسي في المكملات الغذائية بما في ذلك ITS (الإنسولين-ترانسفيرين-السيلينيوم) و SPIT/SPITE ، يمكن أن تحل TF محل المصل لتحقيق الحماية من الحيوانات.صيغ محددة كيميائياً وتقليل الاختلافات من دفعة إلى أخرى.

3.استبدال الكيلاتورات الكيميائية
من الصعب تنظيم الدورات الحيوية للأكسدة الاحتياطية ويميلون إلى إنتاج الجذور الحرة.ميزة ربط الحديد بواسطة TF هي أنها تعتمد على مسارات طبيعية تتوسط المستقبلات دون توليد منتجات جانبية من الجذور الحرة.

شركة بكين أنراتي للتكنولوجيا الحيوية المحدودة توفر ترنسفرين إنساني متجدد غير مصنع من الحيوانات مشتق من الخمائر وخلايا CHO.

إشعار مهم