AbMole 生物实验中常用的抗生素讲解

AbMole|生物实验中常用的抗生素讲解抗生素主要是由细菌、霉菌或其他微生物产生的次级代谢产物或人工合成的类似物，在筛选稳定表达株、抑制微生物或肿瘤细胞、调节细胞等方面发挥重要作用。针对研究中常用的抗生素，为大家逐一介绍。实验筛选用抗生素01G-418disulfate

(遗传霉素)G-418disulfate（M2719）是一种氨基糖苷类抗生素，在原核和真核细胞的蛋白质合成过程中，能够阻止蛋白质的延伸，进而抑制蛋白质的合成。G418浓度在1-300mg/毫升时，能抑制多种原核和真核生物；来自Tn5（编码氨基糖苷3'-磷酸转移酶，APT3'II）的neo基因能产生G418抗性，通常用在实验室研究中用于筛选基因工程细胞。一般作用于细菌和藻类的浓度为5mg/L或更低，筛选哺乳动物细胞的浓度为400mg/L，维持哺乳动物细胞的浓度为200mg/L。02PuromycinDihydrochloride

(嘌呤霉素)Puromycindihydrochloride（M3637）是一种氨基核苷类抗生素，能够特异地抑制原核和真核核糖体上的肽链转移，常用于筛选通过质粒转染/转化、病毒感染等方法能表达pac基因（puror）的真核或原核多克隆或单克隆细胞。嘌呤霉素能够通过抑制蛋白质合成而抑制革兰氏阳性菌和各种细胞的生长，在某些特定条件下也可用于大肠杆菌转化子的筛选。哺乳动物细胞一般对1-10µg/ml浓度敏感，最佳浓度需要杀灭曲线来确定；LB琼脂培养基筛选稳定转化pac基因的大肠杆菌，则多数情况下使用浓度为125µg/ml。03HygromycinB

(潮霉素B)HygromycinB（M2761）是由吸水链霉菌代谢产生的一种氨基糖苷类抗生素，通过干扰70S核糖体易位和诱导对mRNA模板的错读而抑制蛋白合成，从而杀死原核（如细菌）、真核（如酵母菌，真菌）和高等哺乳动物真核细胞。主要用来筛选和维持培养稳定转染Hph载体的原核细胞或真核细胞（植物细胞和哺乳动物细胞）。大肠杆菌来源的潮霉素抗性基因（hyg或hph），编码潮霉素B磷酸转移酶，将潮霉素B转化成不具有生物活性的磷酸化产物，从而起到解毒作用。针对这一原理，潮霉素B是一种非常有用的选择性标记，用来筛选和维持培养成功转染潮霉素抗性基因的原核或真核细胞。另外，由于作用模式的差异，常与G418（Geneticin），Zeocin和BlasticidinS联合使用进行双抗性阳性细胞株的选择。潮霉素B还能用作抗病毒剂，因其选择性渗透进入因病毒感染增强通透性的细胞，且具有抑制翻译的功效。还可混合入动物饲料中起到驱虫功能。潮霉素B用来筛选稳转株的工作浓度需要根据细胞类型、培养基、生长条件和细胞代谢率而变化，推荐使用浓度为50-1000μg/mL。对于第一次使用的实验体系建议通过建立杀灭曲线，即剂量反应性曲线，来确定最佳筛选浓度。一般而言，哺乳动物细胞：50-500μg/mL；细菌/植物细胞：20-200μg/mL；真菌：300-1000μg/mL。04BlasticidinSHCl

(灭瘟素S盐酸盐)BlasticidinShydrochloride（M9163）是从灰色链霉菌中分离的核苷抗生素，通过干扰核糖体肽键的形成来特异性地抑制原核细胞和真核细胞中蛋白质的合成。用于筛选携带brs或BSD抗性基因的转染细胞。BlasticidinS具有快速而强效的作用效果，在很低的抗生素浓度下便能导致细胞快速死亡。大肠杆菌通常对50μg/ml的浓度敏感，而哺乳动物细胞对低至2-10µg/ml的浓度敏感，通常可在不到一周的时间内即可形成具有BlasticidinS抗性的稳定哺乳动物细胞系。抑制用抗生素01ActinomycinD

(放线菌素D)ActinomycinD（M4881）是一种从链霉菌属的土壤细菌中分离出来的重要的多肽抗生素，可抑制DNArepair，并使cellcycle停滞在G1期。它是一种抗肿瘤细胞凋亡的细胞毒性诱导剂。该化合物通过与双链DNA（通过脱氧鸟苷残基）形成稳定的复合物，以非特异性的方式抑制细胞增殖，从而抑制DNA引物RNA的合成。它还会导致DNA单链断裂。放线菌素D被证明是反转录负链转移步骤的抑制剂，因此被用于研究和抑制hiv复制。它还被证明可以抑制拓扑异构酶II抑制剂依托泊苷诱导的PC12细胞程序性死亡。在细胞培养中，放线菌素D被用作选择剂。经研究表明，放线菌素D通过核糖体RNA与酵母菌结合。放线菌素D在分子生物学中也被用作DNA插入器，它可以阻断RNA聚合酶的进程。02Staurosporine(星形孢菌素)Staurosporine（M2066）是一种强效的、ATP竞争性激酶抑制剂，有效抑制PKC活性。Staurosporine强效抑制PKC-α，其抑制活性比PKC-δ高100倍，比PKC-δ和PKC-ζ高1000倍。除此之外，Staurosporine还抑制PKA，PKG，p60v-src酪氨酸蛋白激酶和钙调蛋白激酶II等。Staurosporine抑制多种人癌细胞增殖，主要作用表现为诱导癌细胞G2/M期阻断，调整G1期阻断，并诱导细胞凋亡。另外，Staurosporine具有多种生物学作用，如细胞毒性、松弛平滑肌和调节eNOS基因表达等。03TrichostatinA(曲古柳菌素A)TrichostatinA（M1753）是一种有效的组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂，也是一种具有细胞抑制和分化特性的抗真菌抗生素。在培养的哺乳动物细胞和分离的细胞核提取物中，在低纳摩尔浓度下，可以非竞争性和可逆性地抑制HDAC。它能阻滞细胞周期的G1期和G2期，诱导细胞分化，并使培养后的细胞形态发生转变。研究发现，TSA抑制哺乳动物细胞生长和分化，对癌细胞具有非常高的选择性，抑制多种癌细胞增殖，包括MCF-7、T-47D和ZR-75-1等，并引起组蛋白H4高度乙酰化。另外，TSA具有抗炎症和神经保护作用。04VancomycinHCl(盐酸万古霉素)VancomycinHCl（M4862），一种两性糖肽类抗生素，仅对革兰氏阳性菌有效。其作用机理在于能够抑制D-丙氨酰丙氨酸末端插入NAM-肽和NAG-肽，影响其参与肽聚糖骨架的形成，阻断细胞壁的正常形成，最终导致细菌无法生存。此外，它也可能改变细菌细胞膜渗透性，并选择性地抑制RNA的合成。万古霉素作用特点是对革兰阳性菌有较强的杀菌作用。万古霉素对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌等有较强的抗菌活性；对厌氧链球菌、难辨梭状芽孢杆菌、炭疽杆菌、放线菌、白喉杆菌、淋球菌、草绿色链球菌、牛链球菌、粪链球菌等也有一定抗菌作用。对多数革兰阴性菌、分枝杆菌属、立克次体属、衣原体属或真菌均无效。05Bleomycinsulfate

(硫酸博莱霉素)Bleomycinsulfate（M2100）是一种DNA损伤剂，抑制DNA合成。Bleomycinsulfate是一种抗肿瘤抗生素。博莱霉素是由11种糖肽类抗肿瘤抗生素组成的复合物，最早于1972年从黄曲霉链霉菌中分离出来。复合物的主要成分是博莱霉素A2和B2，通常占总重量的90%以上。博莱霉素通过插入DNA和RNA起作用。在氧和金属离子（尤其是铜和铁）的存在下，博莱霉素形成一种诱导DNA裂解的伪酶。Bleomycinsulfate作用于鳞状细胞癌，400µg/mL培养24小时，会降低NTera-2细胞的活性，增加caspase-3，-8和-9的活性，增加Bax和细胞质细胞色素C水平，并降低Bcl-2水平。暴露于Bleomycinsulfate的细胞处理10天后，端粒融合体的外观表明Bleomycinsulfate能够诱导延迟的端粒失稳。06MitomycinC

(丝裂霉素C)MitomycinC（M5791）是一种抗肿瘤类抗生素，通过阻断DNA合成抑制多种肿瘤细胞。MitomycinC通过诱导DNA链间交联，物理性阻断DNA复制，重组和RNA转录，进而抑制DNA合成和细胞增殖。MitomycinC能够增强TRAIL-诱导的HCT116（p53-/-）结肠癌细胞的凋亡，并通过死亡受体不依赖于JNK的上调使耐TRAIL的结肠癌细胞HT-29对细胞因子敏感。MitomycinC在0.2~20μg/mL浓度范围内能抑制人或小鼠胚胎成纤维细胞的增殖，也用于BLC（基底样癌）细胞系。MitomycinC对铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）（2μg/mL）、大肠杆菌（E.Coli）（0.5μg/mL）和鲍曼不动杆菌（a.baumannii）（16μg/mL）等MDR革兰氏阴性菌均有较强的抗菌活性。MitomycinC对革兰氏阳性菌也有较强的活性（0.2μg/mL）。在不同的人癌症细胞系中，如OVCAR-5（卵巢），HT-29（结肠），SK-N-MC（成神经细胞瘤），HEP-2（肝脏），COLO-205（结肠），NIH-OVCAR-3（卵巢）和A-549（肺），MitomycinC也会表现出细胞毒性。07Wortmannin(渥曼青霉素)Wortmannin（M2053）是一种真菌代谢物，高效、选择性抑制PI3K，IC50为3nM，其抑制能力高于另一种常用的PI3K抑制剂LY294002。Wortmannin对PI3K家族的选择性很小，对PI3K家族成员I、II、III的作用差不多，并抑制MLCK。通过抑制PI3K/Akt信号转导级联通路，Wortmannin增强了辐射或血清饥饿诱发的细胞凋亡以及阻断细胞因子介导的抗凋亡效应。大鼠脂肪细胞中，wortmannin能够阻断胰岛素受体激活的许多短期代谢活动，而且不会影响胰岛素受体酪氨酸激酶活性。与LY188011联合使用时，Wortmannin显著提高细胞凋亡，并抑制肿瘤生长。调节细胞用抗生素01Ionomycin(Calciumsalt)(离子霉素(钙盐))Ionomycin（Calciumsalt）（M3807），一种来源于Streptomycesconglobatus的聚醚类窄谱抗生素，有效作用于革兰氏阳性菌。常用作一种有效的钙离子载体，高度选择性结合钙离子。是一种可动离子载体，通过直接刺激钙池，调控钙内流，跨越生物膜而增强钙离子内流。离子霉素可动员细胞内钙离子存储，提高胞内钙离子水平，刺激胞内细胞因子的产生，因此常作为一种工具用以钙离子介导的细胞内信号转导研究。细胞信号通路研究中，Ionomycin常与PMA联合使用刺激细胞产生细胞因子，以及与蛋白转运抑制剂如Monensin和BrefeldinA连用研究细胞因子在细胞内的滞留等。Ionomycin（Calciumsalt）系钙盐形式的离子霉素，可供更稳定的保存。02BrefeldinA(布雷非德菌素A)BrefeldinA（M2294），一种常用的可逆性蛋