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化學高考時,胰蛋白酶和膠原蛋白酶兩個都寫嗎?

題目:

38. [生物——選修3:現代生物科技專題]

動物細胞培養是其他動物細胞工程技術的基礎。回答下列與細胞培養有關的知識:

(1)利用幼齡動物的組織進行動物細胞培養時,需剪碎,用________處理,使其分散成單個細胞。在培養過程中,分散的單個細胞貼附瓶壁生長,稱為________。

(全國Ⅰ卷 理科綜合 3-12)

答案胰蛋白酶/膠原蛋白酶(兩個寫哪壹個都算作正確);細胞貼壁

解析:

壹、關於細胞外基質(ECM)

細胞和細胞之間相連接的成分是細胞外基質(ExtracellularMatrix,ECM)。ECM的成分包括膠原蛋白(Collagen)、非膠原蛋白、彈性蛋白(elastin)、蛋白聚糖(proteoglycan?)與氨基聚糖(glycosaminoglycan,比如透明質酸)等等,不同種類的細胞具有不同的細胞外基質成分。另外,細胞膜表面蛋白大多需要鈣、鎂離子來維持與胞外基質的穩定鍵結。

二、關於各種消化酶

胰蛋白酶是胰臟制造的、沒有活性的——胰蛋白酶原被分泌到小腸後,經腸肽酶活化成為胰蛋白酶。它是壹種肽鏈內切酶,對精氨酸和賴氨酸肽鏈具有選擇性水解作用,可使多種天然蛋白、變性蛋白、纖維蛋白和黏蛋白等水解為多肽或氨基酸。它可以消化ECM中的大部分蛋白成分,從而使細胞分離;但需要註意的是,胰蛋白酶消化作用比較強,處理細胞時候容易引起細胞損傷 (比如上皮細胞)。

膠原蛋白酶是壹種從細菌中提取出來的酶,商業化的膠原酶產品壹般是梭狀芽孢桿菌裂解液的粗提物。它可以消化ECM中的膠原蛋白等成分,所以可以使細胞分離。尤其對於壹些纖維結締組織和肌肉組織,胰蛋白酶可能無效,此時利用膠原蛋白處理分離效果較好。

透明質酸酶是能使透明質酸產生低分子化作用酶的總稱。透明質酸酶用於消化ECM中的透明質酸(壹種由雙糖(D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺)基本結構組成的糖胺聚糖),從而也可以使細胞分離。

DNA酶(DNAse)用於防止以上消化操作過程中部分細胞損壞破損釋放出DNA,這些DNA可能會導致細胞相互凝集,加入DNase可以降解這些細胞外的DNA,以後與細胞分離。

* 為了達到更好的分離效果,經常將以上多種酶(比如蛋白酶、核酸酶等等)混合使用。

* 為了減弱由於細胞-細胞以及細胞-基質間的相互作用(鈣存在下的粘附分子決定的)這種相互作用,使細胞更容易分離,經常會在胰蛋白酶中添加EDTA,使其螯合二價陽離子(Ca2+,Mg2+)。所以市場上常見的胰蛋白酶大都是Trypsin-EDTA的形式出售的。

二、關於幼齡組織

組織越是稚嫩越容易分離。因為隨著年齡的增長,細胞開始分化,組織內纖維結締組織及細胞外基質增多,相對而言越難分離。對於幼齡組織來講不論是胰蛋白酶還是膠原蛋白酶均可以取得較好的效果,但是需要註意二者的區別。

參考文獻Culture of Animal Cells (動物細胞培養-基本技術指南) 第12-13章

(第五版_R.IAN Freshney著(英)_章靜波等譯,2009年出版)

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