ترانسفرین در کشت سلولی: حامل آهن کلیدی برای سیستم های بدون سرم

I. ساختار ترانسفرین (TF)

TF حاوی 679 باقیمانده آمینو اسید با وزن مولکولی 79 kDa و نقطه ایزو الکتریکی حدود 6 است.6توالی اسید آمینه آن شامل 38 باقیمانده سیستئین است که قادر به تشکیل 19 جفت پیوند دی سولفید هستند که برای ثبات ساختار پروتئین حیاتی هستند.و دارای سه محل گلیکوزیلی N است.. TF متشکل از دو دامنه اتصال آهن از نظر ساختاری مشابه است: یک دامنه N-terminal (336 aa) و یک دامنه C-terminal (343 aa).

هر محل اتصال Fe3 + در دامنه ها شامل چهار اسید آمینه حفظ شده است، از جمله دو تیروسین، یک اسید اسپارتیک و یک هیستیدین، و این بقایای در هندسه هشتگانه ترتیب داده شده است.علاوه بر اين، دو اتم اکسیژن که توسط یون های کربنات تامین می شوند در مکان های اتصال Fe3+ برای تثبیت اتم های آهن مورد نیاز است. در نزدیکی مکان های اتصال TF، Gly‐65، Glu‐83، Tyr‐85، Arg‐124، Lys‐206،Ser-248 و Lys-296 نقش کلیدی در آزادسازی آهن دارنداثر پروتوناسیون جفت پایه های Lys‐206‐Lys‐296 که در دامنه مقابل N-terminus واقع شده اند می تواند موجب شکل گیری باز یا بسته TF شود.

II. عملکرد ترانسفرین (TF)

آهن یکی از عناصر ضروری برای حفظ رشد سلول، تکثیر و فعالیت های متابولیک است. بیشتر آهن آزاد در بدن توسط ترانسفرین حمل و تحویل می شود. ترانسفرین (TF)گلوبولین ب- مهم اتصال آهن و حمل آهن در پلاسما، عمدتا مسئول حمل آهن جذب شده از دستگاه گوارش و آهن آزاد شده از تجزیه رتروسیت ها است.که 30 درصد از آن آهن استTF عمدتاً در سه شکل وجود دارد: هولو ترانسفرین (holo-TF) ، ترانسفرین نیمه اشباع شده (sidero-TF) و آپو ترانسفرین (apo-TF).

در بخش خارج سلولی (pH ≈ 7.5) ، گیرنده ترانسفرین (TFR) نسبت به فرم بدون آهن (apo-TF) نسبت به TF متصل به آهن (holo-TF) وابستگی بیشتری دارد.TF متصل به آهن پس از آن داخلی می شود، در حالی که apo-TF در سطح سلول آزاد می شود. در اندوزوم ها (pH ≈ 5.6) ، TFR ترجیحاً به apo-TF نسبت به holo-TF متصل می شود.واسطه انتقال apo-TF از اندوزوم به غشای پلاسمااز طریق این فرآیند، آهن به سلول ها تحویل داده می شود و TF بازیافت می شود.

آهن برای کشت سلول در آزمایشگاه بسیار مهم است. به عنوان یک کوفاکتور از آنزیم های مختلف، ترانسفرین در چندین عملکرد فیزیولوژیکی سلولی شرکت می کند که سه جنبه اصلی آن در زیر شرح داده شده است:

1مشارکت در متابولیسم تنفسی سلولی
میتوکندری ها محل متابولیسم اکسیداتیو سلولی و مرکز انرژی سلول ها هستند. سوکسینات دی هیدروژناز در غشای میتوکندریال نقش مهمی در این فرآیند دارد.به عنوان یک جزء از سوکسینات دی هیدروژناز، آهن در متابولیسم اکسیداتیو سلولی و تولید انرژی دخیل است.

2حفاظت از سلول ها در برابر آسیب اکسیداتیو
به عنوان هسته ساختار آهن-پورفیرین، آهن یک عنصر کلیدی از آنزیم هایی مانند کاتالاز و پروکسیداز است.حفاظت از سلول ها از آسیب ناشی از پروکسید از جمله H2O2. این دفاع آنتی اکسیدان برای سلول ها فراهم می کند و سلامت سلولی را بهبود می بخشد.

3- بهبود تراکم و زنده ماندن سلول
آهن یک عنصر ضروری برای تکثیر سلول است. بدون آهن، سلول ها نمی توانند از مرحله G1 به مرحله S در طول تکثیر پیشرفت کنند.و کمبود آهن باعث اپوپتوز سلولی و مرگ می شود.کمبود آهن باعث اختلال در سنتز DNA در طول تکثیر سلول می شود.زیرا آهن یک جزء ریبون نوکلئوتید ردوکتاز است، آنزیم محدود کننده سرعت که تبدیل ریبون نوکلئوتید ها به دی اکسایریبون نوکلئوتید ها را در سنتز DNA کاتالیز می کند..

III. کاربرد ترانسفرین در کشت بدون سرم

ترانسفرین (TF) یک عنصر ضروری در کشت سلول است. به ویژه در رسانه های بدون سرم (SFM) ، TF به طور گسترده در مقیاس بزرگ در تولید زیستی استفاده شده است.مثل تولید آنتی بادی های تک کلونال، ترکیب پروتئین های ترکیب شده و همچنین کشت سلول های ایمنی و سلول های بنیادی.

1افزایش رشد سلولی و بهره وری محصول
مکمل TF در رسانه های بدون سرم (SFM) از فرهنگ تراکم بالای سلول های CHO پشتیبانی می کند، چرخه های تولید را طولانی می کند و تولید پروتئین را افزایش می دهد.
اضافه کردن TF به رسانه های بدون سرم برای سلول های هیبریدوم باعث افزایش نرخ تکثیر و زنده ماندن سلول می شود.
با تنظیم هومیوستاز آهن، ترنسفرین ناهمگن بودن گلیکوفرم پروتئین را کاهش می دهد و ثبات دسته به دسته دارویی را تضمین می کند.
هنگامی که به کشت سلول های CAR-T، سلول های NK و سلول های بنیادی میزنشیما (MSC) بدون سرم اعمال می شود، TF زنده ماندن سلول و ویژگی های عملکردی را حفظ می کند.

2ساده سازی و استاندارد سازی فرمول
به عنوان یک جزء اصلی مکمل هایی از جمله ITS (انسولین-ترانسفرین-سلنیوم) و SPIT/SPITE، TF می تواند سرم را جایگزین کند تا بدون حیوانات باشد.فرمول های تعریف شده شیمیایی و کاهش تغییرات دسته به دسته.

3جایگزین کننده های شیمیایی
کلرهای شیمیایی (به عنوان مثال، EDTA، سیترات) برای تنظیم چرخه های ردوکس سخت هستند و مستعد تولید رادیکال های آزاد هستند.مزیت اتصال آهن با TF این است که به مسیرهای طبیعی گیرنده واسطه ای بدون تولید محصولات جانبی رادیکال های آزاد متکی است.

شرکت بیجینگ آنرات بیوتکنولوژی شرکت محدود، انتقال انسان ترکیب شده بدون حیوانات تولید شده از طریق صنعت را از سلول های مخمر و CHO تهیه می کند.

اطلاعیه مهم