L-tirozin sejtkultúrában
Mi az L-tirozin?
Az L-tirozin egyike a húsz aminosavnak, amelyet a fehérjék bioszintézisében használnak. Először 1846-ban fedezték fel, amikor Justus von Liebig német kémikus kivonta a tejben és sajtban található fehérjéből, a kazeinből. Az aminosav nevét a görög "tyros" szóról kapta, amely sajtot jelent. Oldalláncának köszönhetően az L-tirozin is a aromás, poláros és hidrofób aminosavak csoportjába tartozik.
.
1. ábra.Az L-tirozin szerkezete
Az L-tirozint nem esszenciális aminosavnak tekintik, mivel a szervezet képes előállítani. Az emlősökben az L-tirozin az L-fenilalanin, egy esszenciális aminosavból alakul át. A fenilalanint a fenilalanin-hidroxiláz enzim (EC 1.14.16.1) segítségével nyerik a táplálékból.
2. ábra.Az L-tirozin bioszintézise emlősökben
Az L-tirozin széles körben elismert, a sejtek növekedése és életképessége szempontjából fontos aminosav. Az L-tirozin beépül a fehérjékbe és más biológiailag fontos molekulákba, mint például a neurotranszmitterekbe, hormonokba, a pigment melaninba és a Q10 koenzimbe.
Az L-tirozin funkciója
Az L-tirozin a fehérje 3D-szerkezetének kialakításában a fehérjén belüli más aminosavmaradványokkal való kölcsönhatásai révén segít. A tirozin fenolos gyűrűje részben hidrofób és poláros, így az L-tirozin egyszerre hidrofób és hidrofil tulajdonságokkal rendelkezik.
Ezek a fizikai-kémiai tulajdonságok teszik az L-tirozint a leghatékonyabb molekuláris felismerést közvetítő maradékká. A tirozin-maradványok elhelyezkedhetnek fehérjefelületeken, kötőfelületeken vagy a fehérjében elrejtve. Gyakran feldúsul a kis molekulákat, nukleinsavakat vagy fehérjepartnereket kötő fehérjefelületeken, és kritikus szerepet játszik a fehérje és partnerei közötti kölcsönhatásban1,2.
Az L-tirozin módosítása drámaian megváltoztathatja a fehérje szerkezetét. A tirozin foszforilálható, foszfotyrozinná alakítva azt. Ez a foszforiláció kulcsfontosságú lépés a sejtek jelátvitelének, a sejtmigráció differenciálódásának, a sejtciklusnak, a génszabályozásnak és az idegi átvitelnek a folyamatában.
A tirozin szulfatálható is, a tirozin-szulfatációnak nevezett folyamat során. Ez a módosítás számos biológiai folyamathoz elengedhetetlen, beleértve az V. és VIII. véralvadási faktorok trombin általi proteolitikus aktiválását és a komplement C4a-lánc C1s általi proteolízisét. A HIV-1 CCR5 társreceptorának tirozin-szulfatációja szintén szükséges a vírusnak a gazdasejtekbe való bejutásához.
A foszforiláció és szulfatáció módosításokat lehet kimutatni antitestek segítségével.
3. ábra.A foszfotyrozin szerkezete
4. ábra.A szulfotyrozin szerkezete
Az L-tirozin számos kritikus szerepet játszik a szervezetben, amellett, hogy proteinogén aminosavként is funkcionál. Számos neurotranszmitter, köztük a dopamin, a noradrenalin és az adrenalin3 bioszintézisének előanyagaként működik. A melanogenezis4 és a Q10 koenzim bioszintézis5 kezdeti szubsztrátja is. A pajzsmirigyben a tiroglobulinból származó L-tirozin a tirozin fenolgyűrűinek6 szekvenciális jódozásával tiroxint, az anyagcsere szabályozásában fontos hormont szintetizál. A membránfehérjékben található tirozinmaradékok segíthetnek a sejtek membránintegritásának oxidatív stresszel szembeni védelmében is7.
L-tirozin a sejtkultúrában
Az L-tirozin, mint nem esszenciális aminosav, a sejtek által is előállítható. A nem esszenciális aminosavakat azonban mégis hozzá lehet adni a sejttenyésztési közeghez a tenyészetek növekedésének és életképességének növelése érdekében. Ha nem esszenciális aminosavakat adunk a táptalajhoz, a sejtek több energiát tudnak megőrizni, táplálékhoz jutnak, és elkerülhetik a bioszintézis során keletkező toxikus melléktermékeket. Az L-tirozin számos sejttenyésztési táptalaj egyik aminosavkomponense, beleértve a MEM, DMEM, és RPMI. Egyes sejtvonalak esetében még mindig szükséges az L-tirozin további kiegészítése.
Az L-tirozin kiegészítése fontos a monoklonális antitestek (mAb) előállítása során Kínai hörcsög petefészek (CHO) sejtkultúrák8 használatával. Az elégtelen L-tirozinellátás csökkenti a specifikus termelékenységet és tirozin szekvencia-variánsokat okozhat - a tirozinmaradványokat fenilalaninnal vagy hisztidinnel helyettesítik. Az L-tirozin koncentrációját más aminosavakkal együtt minden nagyüzemi monoklonális antitestgyártásnál optimalizálni kell.
A reaktív oxigénfajok (ROS) az aerob anyagcsere természetes melléktermékei. A ROS-ok nagymértékben reagálnak a fehérjékkel, lipidekkel, RNS-szel és DNS-szel szemben, és befolyásolják a sejtek egészségét, ha szintjük túl magas9. Az L-tirozin képes felerősíteni a riboflavinfüggő ROS-termelést10. Az L-tirozin kiegészítést jól kell optimalizálni az oxidatív stresszre érzékeny sejtek, például az őssejtek és egyes rákos sejtvonalak tenyésztésekor.
A tirozinnal kiegészített agarlemezeket baktériumok, köztük egyes Bacillus, Nocardia és Streptomyces fajok tenyésztésére is használják.
L-tirozin tulajdonságai a sejtkultúra-közegekben
Az L-tirozin nagyon alacsony oldhatóságú (0,45 mg/ml) vízben, neurális pH mellett. Törzsoldat készítéséhez az L-tirozint extrém pH-n oldják fel, vagy pH 2 alatt, vagy pH 9 felett. Szerves oldószerben, például DMSO-ban is feloldható, nagyobb oldhatósággal11.
Az L-tirozin dinátriumsó dihidrátja sokkal jobb oldhatóságú (100mg/ml) az L-tirozinhoz képest. A pH-sokk, a nem kívánt oldószer vagy a magas só bevitelének elkerülése érdekében az L-tirozint tartalmazó dipeptidek, mint például a glicil-L-tyrozin, megbízható helyettesítője, ha nagy koncentrációjú L-tirozinra van szükség.
Az L-tirozin kémiai jellemzői
Az L-tirozin molekuláris képlete C9H11NO3, molekulatömege 181.191 g/mol. Izoelektromos pontja 5,63, pKa értéke 2,2 és 9,21,
A tirozin viszonylag stabil aminosav. A tirozin azonban halogénezésnek lesz kitéve, ha az oldatban nagy koncentrációjú HCl van jelen. Fontos, hogy friss és megfelelően tárolt tirozint használjunk a maximális hatékonyság és eredményesség biztosítása érdekében, ha az L-tirozint sejtkultúrában vagy más biológiai alkalmazásokban használjuk.
Hivatkozások
Az olvasás folytatásához jelentkezzen be vagy hozzon létre egy felhasználói fiókot.
Még nem rendelkezik fiókkal?