商品化細胞培養(yǎng)基中，為什么谷氨酰胺要后加？

    細胞培養(yǎng)基中，L-谷氨酰胺是一種必需氨基酸，常用濃度在0.7～5 mmol/L之間。對于一些特定的細胞，也有相應(yīng)的濃度要求。例如對于dhfr-CHO細胞，谷氨酰胺的濃度要達到4mmol/L時，方可滿足細胞的正常生長。

　　谷氨酰胺不僅可作為培養(yǎng)細胞的能量來源，而且參與蛋白質(zhì)的合成和核酸代謝。許多商品化細胞培養(yǎng)基都不含谷氨酰胺。谷氨酰胺作為一種添加劑，常常是在培養(yǎng)基使用之前，再臨時加進去，這是什么原因呢？

　　圖.谷氨酰胺分子式

　　原來，谷氨酰胺在細胞培養(yǎng)基中會發(fā)生自發(fā)分解。細胞培養(yǎng)基的儲存溫度越高，存放時間越久，谷氨酰胺分解的越快。谷氨酰胺分解后還導(dǎo)致氨的形成，而氨對于細胞具有毒性。

　　曾有人做過測試，添加了8mM谷氨酰胺的DMEM，在37℃存放7天后，谷氨酰胺的濃度就下降為原先的一半（見下圖）。這也是為什么含谷氨酰胺的培養(yǎng)基要在2-8℃保存的原因。

　　又有人檢測過11種商品化培養(yǎng)基中谷氨酰胺的濃度，發(fā)現(xiàn)實際檢測的谷氨酰胺濃度均在標(biāo)示的濃度之下。有人測過4℃下谷氨酰胺的降解速率。也是采用DMEM，培養(yǎng)時添加葡萄糖20mmol/L, 胎牛血清7%，發(fā)現(xiàn)在4℃下，大約32天后，谷氨酰胺即下降為原先濃度的一半。

　　同時，對于細胞培養(yǎng)來說，谷氨酰胺并非越高越好。當(dāng)初始濃度低于5mmol/L時，谷氨酰胺的利用率大于80%，且初始濃度越低，利用率越高；隨著初始濃度的升高，谷氨酰胺利用率逐漸降低，當(dāng)大于10mmol/L后，利用率急劇降低。

　　那么，對于谷氨酰胺的降解，是否有相應(yīng)的解決辦法呢？可以使用谷氨酰胺二肽，如甘氨酰谷氨酰胺、丙氨酰谷氨酰胺等。二肽形式的谷氨酰胺十分穩(wěn)定，不會發(fā)生水解和氨的毒性堆積，又可被細胞所利用。因細胞內(nèi)的氨基肽酶能裂解二肽，逐漸釋放細胞所能利用的丙氨酸和谷氨酰胺。丙氨酸谷氨酰胺的熱穩(wěn)定性解決了在培養(yǎng)基使用時才臨時加入L-谷氨酰胺的問題，允許配好的液體培養(yǎng)基在4℃能放更長時間。

　　圖　許多培養(yǎng)基都改為添加L-丙氨酰-L谷氨酰胺（HiGlutaXL?），性能更穩(wěn)定

　　參考資料

　　1、Heen，劉一平。 商品細胞培養(yǎng)基中谷氨酰胺和氨的濃度。《國外獸醫(yī)學(xué)：畜禽傳染病》， 1994 （4） :60-62

　　2、辛艷，楊艷。 谷氨酰胺在雜交瘤細胞培養(yǎng)中的降解與代謝。 生物工程學(xué)報， 2001,17（4）：478-480
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