Qkine细胞因子｜BMP-4 (Qk038) 骨形态发生蛋白-4

Recombinant human BMP-4 protein 重组人骨形态发生蛋白-4（Qk038）

一、BMP-4 蛋白目前的制造难点

人类骨形态发生蛋白4 (BMP-4) 是胚胎发生的关键调控因子，支持胚胎干细胞和诱导性多能干细胞的分化。此外，BMP-4 蛋白在间充质细胞向脂肪细胞的分化、上皮癌的 EMT 以及调节神经元和神经胶质细胞的发育中发挥作用。但其蛋白的生产存在若干难点，主要包括以下几方面：

1. 🧬二聚体结构形成困难。BMP-4的活性形式是二聚体（homodimer），需要正确折叠和形成二硫键。大肠杆菌表达系统工艺难度高，由于缺乏真核系统的折叠机制，常常形成包涵体（inclusionbodies），需后续体外复性（refolding），步骤复杂且收率低。即使在哺乳动物细胞中表达，二聚体的正确比例和活性也难以控制。
2. 🧪活性可变性大。不同厂家或批次的BMP-4活性差异较大，部分产品即便有良好纯度，但生物活性低或不稳定。BMP-4活性依赖于其结构完整性（如糖基化或二硫键配对），少量的结构错误就会影响功能。
3. 🧼蛋白极易聚集或降解。BMP-4亲水性差，具有一些疏水性，易聚集成不活跃的聚合物。储存和运输条件不当容易引起蛋白变性、失活或沉淀。
4. 🧫动物源污染风险&无动物源需求。热门应用（如类器官培养、临床级干细胞诱导）要求无动物源、无蛋白污染，对纯度、内毒素、来源都有很高的标准。常见的培养纯化流程（尤其是从哺乳动物细胞中）存在残留血清成分或宿主蛋白的风险。
5. 🏭生产成本高。若用CHO或HEK293等哺乳动物细胞表达，生产周期长、产量低、成本高。真核系统中糖基化修饰复杂，若不加控制，还可能影响蛋白的均一性与功能。

因此，能够提供高纯度、高活性、动物源成分明确、批间差异小的BMP-4，在科研和产业化中具更好的竞争力。Qkine BMP-4（Qk038）是一种高纯度、无动物来源和无载体蛋白的 24 kDa 二硫键连接生物活性二聚体，由人类 BMP-4 蛋白的成熟结构域组成。

 

二、概括

1. 高纯度优化人类BMP-4蛋白（Uniprot：P12644）
2. 24 kDa（二聚体）
3. >98%，通过 SDS-PAGE 定量密度测定
4. 在大肠杆菌中表达
5. 无动物来源（AOF）和无载体蛋白
6. 在英国剑桥实验室制造
7. Yi腈、TFA 冻干
8. 以>50 µg/ml 的浓度重新悬浮于10mM HCl（重组溶液A）中，如有需要，添加载体蛋白，制备一次性使用的等分试样并冷冻储存于 -20 °C（短期）或 -80°C（长期）
9. 替代蛋白质名称：Bone morphogenetic protein 4, Bone morphogenetic protein 2B, BMP-2B, BMP2B, DVR4, BMP4
10. 物种反应性：人类。物种相似性：鼠-98％；大鼠 -98%；牛 -99%；猪 -99%
11. 可包含在试剂盒中：内胚层分化试剂盒 (Qk513) 、中胚层分化试剂盒（Qk514）、三系分化试剂盒（Qk516）
12. 质谱法：具有预期质量的单一物种13. 库存瓶回收率：>95%14. 内毒素：<0.005 EU/μg 蛋白（低于检测水平）

 

三、活性

使用BMP4反应性萤火虫荧光素酶报告基因检测，在转染的HEK293T细胞中测定BMP-4活性。用不同梯度稀释的BMP-4处理细胞三次，每次6小时。测定萤火虫荧光素酶活性，并将其与对照海肾荧光素酶活性进行标准化。EC50= 30.2 pM(0.72 ng/ml)。数据来自Qk038批号#104294。

Qkine BMP-4的生物活性高于其他供应商的细菌和哺乳动物表达的BMP-4。使用 Qkine BMP-4（Qk038，绿色）和其他供应商的 BMP-4（供应商 A，蓝色；供应商 B，黑色）进行定量荧光素酶分析。用不同梯度稀释的 BMP-4 处理细胞三次，每次 6 小时。测量萤火虫荧光素酶活性，并将其标准化，以控制海肾荧光素酶活性。

 

四、纯度

BMP-4蛋白(Qk038) 二聚体在非还原性(NR)条件下以24 kDa的单一条带迁移，而在还原性 (R) 条件下以 13 kDa 的单体形式迁移。二聚体蛋白（生物活性形式）的纯度较高。纯化的重组蛋白 (3 μg) 在还原性 (+β-巯基乙醇，R) 和非还原性 (NR)条件下使用 15%w/v SDS-PAGE 进行分离，并用考马斯亮蓝 R250染色。数据来自Qk038批号#104294。

五、特色应用

• 诱导多能干细胞和胚胎干细胞的分化和维持
• 化学定义的培养基优化素的替代

 

六、使用重组人BMP-4蛋白(Qk038)的出版物

1. High resolution multi-scale profiling of embryonic germ cell-like cells derivation reveals pluripotent state transitions in humansStucchi S, Sepulveda-Rincon LP, Dion C et al.
2. Limited oxygen in standard cell culture alters metabolism and function of differentiated cellsTan J, Virtue S, Norris DM et al.
3. Progesterone Receptor Modulates Extraembryonic Mesoderm and Cardiac progenitor Specification during Mouse GastrulationDrozd AM, Mariani L, Guo X, Goitea V, Menezes NA and Ferretti E.
4. Refined home-brew media for cost-effective, weekend-free hiPSC culture and genetic engineeringTruszkowski L, Bottini S, Bianchi S et al.
5. Single Cell Transcriptional Perturbome in Pluripotent Stem Cell ModelsBalmas E, Ratto ML, Snijders KE et al.
6. STAT3 signalling enhances tissue expansion during postimplantation mouse developmentAzami T, Theeuwes B, Ton M-LN et al.
7. OTX2 controls chromatin accessibility to direct somatic versus germline differentiationBarbieri E and Chambers.

 

七、背景

骨形态发生蛋白4 (BMP-4) 属于TGF-β生长因子超家族。BMP-4 是胚胎发生的关键调节因子，在原肠胚形成、背腹轴的建立和肢体发育的调节中发挥作用 [1]。顾名思义，BMP 家族参与骨骼和软骨的发育和维持；在成人中，BMP-4 参与骨骼和软骨代谢，以及神经发生 [2] 和造血干细胞归巢 [3]。BMP-4 蛋白通过两种丝氨酸-苏氨酸激酶受体发挥作用；骨形态发生蛋白受体 (BMPR) 1 和 BMPR2，BMP-4 通过这些受体启动 Smad 和 MAP 激酶通路，从而改变靶基因转录 [1]。

 

背景参考

1. Bone Morphogenetic Protein (BMP) signaling in development and human diseases. Genes & Diseases 1, 87–105 (2014). doi: 10.1016/j.gendis.2014.07.005
2. Xu, H. et al. The function of BMP4 during neurogenesis in the adult hippocampus in Alzheimer’s disease. Ageing Research Reviews 12, 157–164 (2013). doi: 10.1016/j.arr.2012.05.002
3. Khurana,S. et al. A novel role of BMP4 in adult hematopoietic stem and progenitor cellhoming via Smad independent regulation of integrin-α4 expression. Blood 121,781–790 (2013). doi.org/10.1182/blood-2012-07-446443

 

八、与BMP4相关的技术资源

1. 技术说明 | BMP-4 (Qk038) 生物活性
2. 技术说明 | BMP-4 (Qk038) 批次间生物活性
3. 使用Qkine无动物来源生长因子进行肝细胞样细胞分化（PDF)
4. Qkine重组生长因子和细胞因子在条件培养基中的稳定性（PDF)
5. 诱导多能干细胞 (iPSC) 分化为中胚层 (PDF)
6. 诱导多能干细胞 (iPSC) 分化为内胚层 (PDF)

 

QKine总部位于英国剑桥，是一家通过 ISO9001:2015 认证的公司。作为蛋白质创新的指引者，产品范围涵盖了多个应用领域，旨在提高您研究的可重复性。QKine积极支持并创新于新兴领域，如类器官和器官芯片、细胞农业、再生医学、合成水凝胶和生物打印等。

凭借强大的制造流程，QKine生产高纯度、高品质、无动物成分的生长因子、细胞因子和其他复杂蛋白质，其中约30%的产品目录由独特的产品组成，包括无标签的热稳定FGF-2 (FGF2-G3)，无动物、化学成分限定的TGF-β1，用于的干细胞培养基，以及无动物成分的HGF (NK1)。

QKine 可以通过提供批量预订、批量订单、定制装瓶和质量保证 (QA) 来支持规模化和商业制造。

 

扩展阅读

•  QKine：源自英国剑桥的优质生物活性蛋白供应

 

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