Qkine細胞因子｜BMP-4 (Qk038) 骨形態發生蛋白-4

發布時間：2025/07/14 點擊數：104

Recombinant human BMP-4 protein 重組人骨形態發生蛋白-4（Qk038）

Qkine重組人骨形態發生蛋白-4-Qk038

一、BMP-4 蛋白目前的制造難點

人(ren)類骨形態(tai)發生蛋白(bai)4 (BMP-4) 是胚胎(tai)發生的關鍵調(diao)控因子，支持胚胎(tai)干細胞(bao)和誘導性多能干細胞(bao)的分化。此(ci)外，BMP-4 蛋白(bai)在間充(chong)質細胞(bao)向(xiang)脂肪細胞(bao)的分化、上皮(pi)癌的 EMT 以(yi)(yi)及(ji)調(diao)節神(shen)經元和神(shen)經膠質細胞(bao)的發育(yu)中發揮作(zuo)用。但其蛋白(bai)的生產(chan)存在若干難點，主要包括以(yi)(yi)下幾方面(mian)：

?? 1. 二(er)(er)聚(ju)(ju)(ju)體(ti)結構形成困難。BMP-4的活(huo)性(xing)形式是二(er)(er)聚(ju)(ju)(ju)體(ti)（homodimer），需(xu)要正(zheng)(zheng)確折疊(die)和(he)形成二(er)(er)硫鍵(jian)。大腸桿菌表達系統工藝(yi)難度(du)高，由(you)于缺乏(fa)真核系統的折疊(die)機(ji)制，常常形成包涵體(ti)（inclusionbodies），需(xu)后續體(ti)外復性(xing)（refolding），步驟(zou)復雜(za)且收率低(di)。即使在哺乳動物細胞中(zhong)表達，二(er)(er)聚(ju)(ju)(ju)體(ti)的正(zheng)(zheng)確比(bi)例和(he)活(huo)性(xing)也難以控(kong)制。

?? 2. 活(huo)(huo)(huo)性(xing)可變(bian)性(xing)大。不同(tong)廠家或(huo)批次的(de)BMP-4活(huo)(huo)(huo)性(xing)差異較大，部分(fen)產品即便(bian)有良好純度，但生物活(huo)(huo)(huo)性(xing)低或(huo)不穩定。BMP-4活(huo)(huo)(huo)性(xing)依賴于(yu)其結(jie)構(gou)完整性(xing)（如糖基化或(huo)二硫鍵(jian)配(pei)對），少量的(de)結(jie)構(gou)錯誤就會影響功能(neng)。

?? 3. 蛋白(bai)極易聚(ju)集或降解。BMP-4親水(shui)性差，具有一些疏水(shui)性，易聚(ju)集成不(bu)活躍的聚(ju)合物(wu)。儲存(cun)和運輸條件不(bu)當(dang)容易引起蛋白(bai)變性、失(shi)活或沉淀。

?? 4. 動(dong)物(wu)(wu)源(yuan)污(wu)染風(feng)險(xian)&無動(dong)物(wu)(wu)源(yuan)需求(qiu)(qiu)。熱(re)門(men)應用（如類器(qi)官培養(yang)、臨(lin)床級(ji)干細胞(bao)誘(you)導(dao)）要求(qiu)(qiu)無動(dong)物(wu)(wu)源(yuan)、無蛋白(bai)污(wu)染，對純度、內毒素、來源(yuan)都(dou)有很高的(de)(de)標準。常見的(de)(de)培養(yang)純化流程（尤其是從哺乳動(dong)物(wu)(wu)細胞(bao)中(zhong)）存(cun)在殘留血清成分或宿(su)主(zhu)蛋白(bai)的(de)(de)風(feng)險(xian)。

?? 5. 生產成本高。若用(yong)CHO或HEK293等哺乳動(dong)物細(xi)胞(bao)表達，生產周期(qi)長、產量低、成本高。真核系統(tong)中(zhong)糖(tang)基化(hua)修飾(shi)復雜(za)，若不加控制，還可能影響蛋白的均一性與功能。

因此(ci)，能夠提供高(gao)純度、高(gao)活性(xing)、動物源(yuan)成(cheng)分明(ming)確(que)、批間差(cha)異小的(de)BMP-4，在科研和(he)產業化中具更好的(de)競爭力。Qkine BMP-4（Qk038）是一種高(gao)純度、無動物來源(yuan)和(he)無載體(ti)蛋(dan)(dan)白(bai)的(de) 24 kDa 二硫鍵連接(jie)生物活性(xing)二聚體(ti)，由人類 BMP-4 蛋(dan)(dan)白(bai)的(de)成(cheng)熟(shu)結構域組成(cheng)。

二、概括

1.高純度優化(hua)人類BMP-4蛋(dan)白（Uniprot：P12644）

2. 24 kDa（二聚(ju)體）

3. >98%，通過 SDS-PAGE 定量密度測定

4. 在大(da)腸桿菌中表達(da)

5. 無動物來源（AOF）和無載體蛋白

6. 在英國(guo)劍橋實(shi)驗(yan)室制造

7. 乙(yi)腈(jing)、TFA 凍干

8. 以>50 μg/ml 的濃度重新(xin)懸浮于10mM HCl（重組溶液A）中，如有需要，添加載體蛋白，制(zhi)備一(yi)次性(xing)使用的等分(fen)試樣(yang)并(bing)冷凍儲(chu)存于 -20 °C（短期(qi)）或 -80°C（長期(qi)）

9. 替代(dai)蛋白質名(ming)稱：Bone morphogenetic protein 4, Bone morphogenetic protein 2B, BMP-2B, BMP2B, DVR4, BMP4

10. 物種反(fan)應性：人類。物種相似(si)性：鼠(shu)-98％；大鼠(shu) -98%；牛(niu) -99%；豬 -99%

11. 可包含在試劑盒中：內胚層分化試劑盒 (Qk513) 、中胚層分化試劑盒（Qk514）、三系分化試劑盒（Qk516）

12. 質(zhi)譜(pu)法：具有預期質(zhi)量的單一(yi)物(wu)種

13. 庫存瓶回收率：>95%

14. 內毒素：<0.005 EU/μg 蛋白（低于檢測水平）

三、活性

使(shi)用BMP4反應性(xing)螢火蟲(chong)熒光(guang)(guang)素酶報告(gao)基因檢(jian)測，在轉(zhuan)染的HEK293T細胞(bao)(bao)中測定BMP-4活性(xing)。用不同(tong)梯度稀釋的BMP-4處理細胞(bao)(bao)三次(ci)，每次(ci)6小時。測定螢火蟲(chong)熒光(guang)(guang)素酶活性(xing)，并將其與對(dui)照海(hai)腎熒光(guang)(guang)素酶活性(xing)進行標準化。EC50= 30.2 pM(0.72 ng/ml)。數據(ju)來自Qk038批號#104294。

在轉染的HEK293T細胞中測定BMP-4活性

Qkine BMP-4的(de)生(sheng)物活性高于其他(ta)供應(ying)(ying)(ying)商的(de)細菌和哺乳動物表達的(de)BMP-4。使(shi)用 Qkine BMP-4（Qk038，綠色(se)）和其他(ta)供應(ying)(ying)(ying)商的(de) BMP-4（供應(ying)(ying)(ying)商 A，藍色(se)；供應(ying)(ying)(ying)商 B，黑色(se)）進行定量熒(ying)光(guang)素酶分析(xi)。用不同梯度稀釋的(de) BMP-4 處(chu)理細胞三次，每次 6 小時(shi)。測量螢(ying)火蟲熒(ying)光(guang)素酶活性，并將(jiang)其標(biao)準化，以控(kong)制海腎(shen)熒(ying)光(guang)素酶活性。

Qkine BMP-4的生物活性高于其他供應商的細菌和哺乳動物表達的BMP-4

四、純度

BMP-4蛋白(Qk038) 二(er)聚體(ti)(ti)在(zai)非還(huan)原性(xing)(NR)條件(jian)(jian)下以(yi)(yi)24 kDa的(de)單(dan)一條帶(dai)遷移(yi)，而在(zai)還(huan)原性(xing) (R) 條件(jian)(jian)下以(yi)(yi) 13 kDa 的(de)單(dan)體(ti)(ti)形式遷移(yi)。二(er)聚體(ti)(ti)蛋白（生物活性(xing)形式）的(de)純度較(jiao)高。純化的(de)重組蛋白 (3 μg) 在(zai)還(huan)原性(xing) (+β-巰基乙醇，R) 和非還(huan)原性(xing) (NR)條件(jian)(jian)下使用(yong) 15%w/v SDS-PAGE 進(jin)行分離，并用(yong)考馬斯亮藍 R250染(ran)色。數據來自(zi)Qk038批號(hao)#104294。

BMP-4蛋白(Qk038) 二聚體在非還原性(NR)條件下以24 kDa的單一條帶遷移

五、特色應用

? 誘導多(duo)能干細胞和胚胎干細胞的分化和維(wei)持(chi)

? 化學定義的(de)培(pei)養(yang)基優化素的(de)替代

六、使用重組人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.DOI:

[2] Limited oxygen in standard cell culture alters metabolism and function of differentiated cellsTan J, Virtue S, Norris DM et al.DOI: doi: 10.1038/s44318-024-00084-7

[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.DOI: doi: 10.3390/ijms231810307

[4] Refined home-brew media for cost-effective, weekend-free hiPSC culture and genetic engineeringTruszkowski L, Bottini S, Bianchi S et al.DOI:

[5] Single Cell Transcriptional Perturbome in Pluripotent Stem Cell ModelsBalmas E, Ratto ML, Snijders KE et al.DOI: //dx.doi.org/10.2139/ssrn.4854180

[6] STAT3 signalling enhances tissue expansion during postimplantation mouse developmentAzami T, Theeuwes B, Ton M-LN et al.DOI:

[7] OTX2 controls chromatin accessibility to direct somatic versus germline differentiationBarbieri E and Chambers IDOI: doi.org/10.1101/2025.02.18.638827

七、背景

骨(gu)形態發(fa)生蛋白(bai)4 (BMP-4) 屬于TGF-β生長(chang)因子(zi)超家(jia)族。BMP-4 是胚胎發(fa)生的關鍵(jian)調(diao)節(jie)因子(zi)，在原腸胚形成(cheng)、背腹(fu)軸(zhou)的建立和(he)(he)(he)肢體(ti)發(fa)育的調(diao)節(jie)中發(fa)揮(hui)作用 [1]。顧名思(si)義，BMP 家(jia)族參與(yu)(yu)骨(gu)骼和(he)(he)(he)軟骨(gu)的發(fa)育和(he)(he)(he)維持；在成(cheng)人中，BMP-4 參與(yu)(yu)骨(gu)骼和(he)(he)(he)軟骨(gu)代(dai)謝，以及神經(jing)發(fa)生 [2] 和(he)(he)(he)造血干細胞(bao)歸(gui)巢(chao) [3]。BMP-4 蛋白(bai)通過兩(liang)種絲氨酸-蘇氨酸激(ji)(ji)酶(mei)受體(ti)發(fa)揮(hui)作用；骨(gu)形態發(fa)生蛋白(bai)受體(ti) (BMPR) 1 和(he)(he)(he) BMPR2，BMP-4 通過這(zhe)些受體(ti)啟動(dong) Smad 和(he)(he)(he) MAP 激(ji)(ji)酶(mei)通路，從而改變靶基(ji)因轉錄(lu) [1]。

背景參考

[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、與BMP4相關的技術資源

1??技術說明(ming) | BMP-4 (Qk038) 生物活性

2??技術說(shuo)明 | BMP-4 (Qk038) 批次間(jian)生物(wu)活性

3??使(shi)用Qkine無動(dong)物來源(yuan)生長因子進(jin)行肝細(xi)(xi)胞樣細(xi)(xi)胞分化（PDF)

4??Qkine重組生(sheng)長因子和(he)細胞因子在條件培養基中的(de)穩定性（PDF)

5??誘導(dao)多(duo)能干細胞 (iPSC) 分(fen)化(hua)為中胚(pei)層(ceng) (PDF)

6??誘導(dao)多(duo)能干細(xi)胞 (iPSC) 分化為內胚(pei)層 (PDF)

QKine總部位于(yu)(yu)英國劍橋，是一家通過 ISO9001:2015 認證的公司。作(zuo)為(wei)蛋白質(zhi)創新的指引者，產(chan)品范圍涵蓋了多個應(ying)用領域，旨在提高(gao)您研究的可重復性(xing)。QKine積極支持并創新于(yu)(yu)新興領域，如(ru)類(lei)器官(guan)和器官(guan)芯片、細(xi)胞(bao)農(nong)業、再生(sheng)醫學(xue)、合成水凝膠和生(sheng)物打印等(deng)。

憑借強大的制造流程，QKine生產高(gao)純度、高(gao)品質、無(wu)動物(wu)成(cheng)分的生長因(yin)(yin)子、細(xi)胞(bao)因(yin)(yin)子和其他復(fu)雜蛋白質，其中約30%的產品目錄由獨(du)特的產品組成(cheng)，包括(kuo)無(wu)標簽的熱穩定FGF-2 (FGF2-G3)，無(wu)動物(wu)、化學成(cheng)分限(xian)定的TGF-β1，用于的干細(xi)胞(bao)培養基(ji)，以(yi)及無(wu)動物(wu)成(cheng)分的HGF (NK1)。

QKine 可(ke)以通過提供批(pi)量(liang)預訂、批(pi)量(liang)訂單(dan)、定(ding)制裝瓶(ping)和質量(liang)保證 (QA) 來支持規模化和商業制造。