Askorbinian w hodowli komórkowej

Znaczenie i zastosowanie askorbinianu w hodowlach eukariotycznych bez surowicy, w tym hybrydoma i komórkach jajnika chomika chińskiego (CHO)

Askorbinian, suplement pożywki bez surowicy, przydatny w biomanufakturowaniu, inżynierii tkankowej i pożywkach specjalnych:

Kwas askorbinowy jest ważnym rozpuszczalnym w wodzie przeciwutleniaczem występującym w wielu mediach. Mogą one obejmować media stosowane w biomanufakturowaniu, inżynierii tkankowej, produkcji szczepionek i innych komercyjnie użytecznych zastosowaniach.Askorbinian znajduje się w pożywce BGJb; pożywce CMRL-1066; pożywce F-12 (modyfikacja Coona); Hbyri-Max (R); McCoy's 5A; Medium 199; Alpha-EMEM; NCTC medium; Waymouth medium MB, William's medium E i różne zastrzeżone media. Uzupełnianie pożywek askorbinianem w celu hodowli komórek eukariotycznych bez surowicy jest skomplikowane ze względu na fakt, że askorbinian jest bardzo niestabilny i szybko utlenia się w układach wodnych.  Dlatego skuteczne stosowanie askorbinianu w hodowli komórkowej wymaga zrozumienia jego chemii. Aby uzyskać pełniejsze omówienie askorbinianu jako dodatku do hodowli komórkowej, przejdź do naszego eksperta ds. mediów.

Podstawowe funkcje askorbinianu w systemach hodowli komórkowej:

Kwas askorbinowy (witamina C) jest niezbędną witaminą dla wzrostu i utrzymania zdrowych komórek in vivo i in vitro.

• Kwas askorbinowy jest rozpuszczalnym w wodzie przeciwutleniaczem, który chroni estryfikowane i nieestryfikowane nienasycone kwasy tłuszczowe przed peroksydacją. Przekształca on rodniki nadtlenkowe lipidów i rodniki alkoksylowe odpowiednio w wodoronadtlenki lipidów i wodorotlenki lipidów. Wodoronadtlenki są stosunkowo stabilne przy braku żelaza i miedzi.
• Kwas askorbinowy regeneruje związany z błoną alfa-tokoferol (witaminę E), który został utleniony przez rodniki nadtlenkowe lipidów i pośrednio ogranicza peroksydację lipidów w błonach komórkowych.
• Kwas askorbinowy regeneruje moczan z rodnika moczanowego. Moczan jest ważnym wodnym przeciwutleniaczem.
• Kwas askorbinowy ułatwia mobilizację miedzi z ceruloplazminy surowicy do komórek bez wytwarzania nadtlenku wodoru.
• Kwas askorbinowy jest kofaktorem enzymu hydroksylazy prolilowej (EC 1.14.11.2), który katalizuje hydroksylację po translacji reszt proliny w powstających cząsteczkach kolagenu i elastyny. Hydroksylacja tych reszt po translacji zwiększa stopień wewnątrzcząsteczkowego usieciowania kolagenu i elastyny oraz ułatwia rozwój macierzy zewnątrzkomórkowej.
• Kwas askorbinowy jest kofaktorem oksydazy kwasu hydroksylofenylopirogronowego (EC 1.2.3.13), enzymu, który ułatwia katabolizm aminokwasów fenyloalaniny i tyrozyny do acetylo-CoA.

Chemiczne właściwości askorbinianu, które czynią go użytecznym suplementem bez surowicy:

Kwas askorbinowy jest heksenowym kwasem cukrowym, gamma-laktonem o strukturze enediolu przy węglach 2 i 3. Może być odwracalnie utleniany i redukowany poprzez utratę lub uzyskanie równoważników redukujących z atomów tlenu związanych z atomami węgla 2 i 3. Kwas askorbinowy występuje głównie jako anion askorbinianowy w fizjologicznym pH.

Równoważniki chemiczne: Kwas askorbinowy jest wyjątkowo niestabilny in vitro. Redukuje inne rodniki, w tym rodnik hydroksylowy, organiczne rodniki alkoksylowe i peroksylowe, rodnik moczanowy, rodnik tokoferolowy oraz jony żelaza i miedzi. Łatwo utlenia się do dehydro-askorbinianu w dwuetapowej reakcji. Kiedy anion askorbinianowy traci jeden elektron, staje się rodnikiem askorbinianowym, A-.

Ten rodnik askorbinianowy ma kilka możliwych losów in vitro. Może

• utracić kolejny elektron i stać się dehydro-askorbinianem,
• pozyskać elektron i proton, aby zregenerować anion askorbinianowy,
• reagować z innym rodnikiem.
• reagują z innym rodnikiem i tworzą stabilny związek, lub
• dwa rodniki askorbinianowe mogą dysmutować, tworząc jeden anion askorbinianowy i jedną cząsteczkę dehydro-askorbinianu.

Uniwersalna chemia:

Kwas askorbinowy jest niezwykle niestabilny in vitro. Redukuje inne rodniki, w tym rodnik hydroksylowy, organiczne rodniki alkoksylowe i peroksylowe, rodnik moczanowy, rodnik tokoferolowy oraz jony żelaza i miedzi. Łatwo utlenia się do dehydro-askorbinianu w dwuetapowej reakcji. Kiedy anion askorbinianowy traci jeden elektron, staje się rodnikiem askorbinianowym, A-.

Ten rodnik askorbinianowy ma kilka możliwych losów in vitro. Może

• utracić kolejny elektron i stać się dehydro-askorbinianem,
• pozyskać elektron i proton, aby zregenerować anion askorbinianowy,
• reagować z innym rodnikiem.
• reagują z innym rodnikiem i tworzą stabilny związek, lub
• dwa rodniki askorbinianowe mogą dysmutować, tworząc jeden anion askorbinianowy i jedną cząsteczkę dehydro-askorbinianu.

Utrata askorbinianu:

Przy pH 7.0, 37 °C, dehydro-askorbinian rozpada się do kwasu 2,3-diketo-L-gulonowego z okresem półtrwania około 6,7 minuty. Nadtlenki reagują z dehydroaskorbinianem, tworząc kwasy szczawiowy i treonowy. W związku z tym, gdy w systemie brakuje czynników redukujących, które są w stanie zregenerować askorbinian z dehydro-askorbinianu lub rodnika askorbinianowego, askorbinian jest tracony.

Stres oksydacyjny:

W obecności tlenu, w warunkach fizjologicznych, anion askorbinianowy nie posiada potencjału redoks do redukcji tlenu do rodnika ponadtlenkowego. Jest jednak zdolny do redukcji rodnika ponadtlenkowego utworzonego w inny sposób do nadtlenku wodoru. Kwas askorbinowy redukuje również metale przejściowe - żelazo i miedź. Gdy rodniki ponadtlenkowe i żelazo lub miedź są obecne w formie, która może podlegać cyklowi redoks, kwas askorbinowy ułatwia tworzenie wolnych rodników hydroksylowych. Te wolne rodniki powodują rozległe uszkodzenia szerokiej gamy biomolekuł i inicjują peroksydację lipidów.