清澈透明的毒药:为什么开封放了一个月的液体 DMEM 培养基,哪怕没长菌也会把高代谢细胞毒死?
1962 年 11月3日 · L-谷氨酰胺(L-Glutamine)浓缩液与 GlutaMAX(丙氨酰-谷氨酰胺二肽)培养基
你知道吗?
在所有二十种标准氨基酸里,只有谷氨酰胺是个待在水里就会自残咬尾巴、还顺带往细胞汤里吐氨水的化学刺客。
很多养 F9 胚胎癌细胞、干细胞或杂交瘤细胞的新手都有过这样的疑惑:一瓶开封后在 4°C 冰箱放了一个多月的 DMEM 液体培养基,拿出来看清澈透亮、没有半点细菌浑浊,pH 颜色也正常,可为什么倒进培养皿后细胞就是不长、甚至大片空泡化死亡?
早在 1962 年,Roswell Park 纪念研究所的 Tritsch 和 Moore 就在《Experimental Cell Research》上揪出了液体培养基里唯一的“内鬼”——L-谷氨酰胺(L-Glutamine)。
与其他 19 种在水里稳如泰山的氨基酸不同,游离的 L-谷氨酰胺是一个天生的化学不稳定分子:在水溶液中(哪怕在 4°C 冰箱里,更别提 37°C 水浴锅反复加热),它末端的氨基会自发亲核进攻自身的 γ-酰胺碳,发生分子内环化反应,变成毫无营养价值的焦谷氨酸(Pyrrolidone carboxylic acid),同时往培养基里吐出一分子剧毒的游离氨(NH3 / NH4⁺)!
在 37°C 下短短几天,谷氨酰胺就会降解过半,你倒进去的哪里是营养液,分明是一碗缺氮又掺了氨水的毒药!为了拆掉这颗定时炸弹,生化学家把丙氨酸和谷氨酰胺拼成了二肽“L-丙氨酰-L-谷氨酰胺(即 Gibco 著名的 GlutaMAX)”,用肽键锁死氨基防止自环化,只有当细胞需要时才由细胞膜表面的氨肽酶切开慢速释放,连高压灭菌都蒸不坏!