发布时间：2025/07/14 点击数：29 Recombinant human BMP-4 protein 重组人骨形态发生蛋白-4（Qk038）
一、BMP-4 蛋白目前的制造难点
人类骨形态发生蛋白4 (BMP-4) 是胚胎发生的关键调控因子，支持胚胎干细胞和诱导性多能干细胞的分化。此外，BMP-4 蛋白在间充质细胞向脂肪细胞的分化、上皮癌的 EMT 以及调节神经元和神经胶质细胞的发育中发挥作用。但其蛋白的生产存在若干难点，主要包括以下几方面：
🧬 1. 二聚体结构形成困难。BMP-4的活性形式是二聚体（homodimer），需要正确折叠和形成二硫键。大肠杆菌表达系统工艺难度高，由于缺乏真核系统的折叠机制，常常形成包涵体（inclusionbodies），需后续体外复性（refolding），步骤复杂且收率低。即使在哺乳动物细胞中表达，二聚体的正确比例和活性也难以控制。
🧪 2. 活性可变性大。不同厂家或批次的BMP-4活性差异较大，部分产品即便有良好纯度，但生物活性低或不稳定。BMP-4活性依赖于其结构完整性（如糖基化或二硫键配对），少量的结构错误就会影响功能。
🧼 3. 蛋白极易聚集或降解。BMP-4亲水性差，具有一些疏水性，易聚集成不活跃的聚合物。储存和运输条件不当容易引起蛋白变性、失活或沉淀。
🧫 4. 动物源污染风险&无动物源需求。热门应用（如类器官培养、临床级干细胞诱导）要求无动物源、无蛋白污染，对纯度、内毒素、来源都有很高的标准。常见的培养纯化流程（尤其是从哺乳动物细胞中）存在残留血清成分或宿主蛋白的风险。
🏭 5. 生产成本高。若用CHO或HEK293等哺乳动物细胞表达，生产周期长、产量低、成本高。真核系统中糖基化修饰复杂，若不加控制，还可能影响蛋白的均一性与功能。
因此，能够提供高纯度、高活性、动物源成分明确、批间差异小的BMP-4，在科研和产业化中具更好的竞争力。Qkine BMP-4（Qk038）是一种高纯度、无动物来源和无载体蛋白的 24 kDa 二硫键连接生物活性二聚体，由人类 BMP-4 蛋白的成熟结构域组成。
二、概括
1.高纯度优化人类BMP-4蛋白（Uniprot：P12644）
2. 24 kDa（二聚体）
3. >98%，通过 SDS-PAGE 定量密度测定
4. 在大肠杆菌中表达
5. 无动物来源（AOF）和无载体蛋白
6. 在英国剑桥实验室制造
7. 乙腈、TFA 冻干
8. 以>50 µg/ml 的浓度重新悬浮于10mM HCl（重组溶液A）中，如有需要，添加载体蛋白，制备一次性使用的等分试样并冷冻储存于 -20 °C（短期）或 -80°C（长期）
9. 替代蛋白质名称：Bone morphogenetic protein 4, Bone morphogenetic protein 2B, BMP-2B, BMP2B, DVR4, BMP4
10. 物种反应性：人类。物种相似性：鼠-98％；大鼠 -98%；牛 -99%；猪 -99%
11. 可包含在试剂盒中：内胚层分化试剂盒 (Qk513) 、中胚层分化试剂盒（Qk514）、三系分化试剂盒（Qk516）
12. 质谱法：具有预期质量的单一物种
13. 库存瓶回收率：>95%
14. 内毒素：<0.005 EU/μg 蛋白（低于检测水平）
三、活性
使用BMP4反应性萤火虫荧光素酶报告基因检测，在转染的HEK293T细胞中测定BMP-4活性。用不同梯度稀释的BMP-4处理细胞三次，每次6小时。测定萤火虫荧光素酶活性，并将其与对照海肾荧光素酶活性进行标准化。EC50= 30.2 pM(0.72 ng/ml)。数据来自Qk038批号#104294。
Qkine BMP-4的生物活性高于其他供应商的细菌和哺乳动物表达的BMP-4。使用 Qkine BMP-4（Qk038，绿色）和其他供应商的 BMP-4（供应商 A，蓝色；供应商 B，黑色）进行定量荧光素酶分析。用不同梯度稀释的 BMP-4 处理细胞三次，每次 6 小时。测量萤火虫荧光素酶活性，并将其标准化，以控制海肾荧光素酶活性。
四、纯度
BMP-4蛋白(Qk038) 二聚体在非还原性(NR)条件下以24 kDa的单一条带迁移，而在还原性 (R) 条件下以 13 kDa 的单体形式迁移。二聚体蛋白（生物活性形式）的纯度较高。纯化的重组蛋白 (3 μg) 在还原性 (+β-巯基乙醇，R) 和非还原性 (NR)条件下使用 15%w/v SDS-PAGE 进行分离，并用考马斯亮蓝 R250染色。数据来自Qk038批号#104294。
五、特色应用
✅ 诱导多能干细胞和胚胎干细胞的分化和维持
✅ 化学定义的培养基优化素的替代
六、使用重组人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: https://doi.org/10.1101/2025.01.14.632914
[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: https://doi.org/10.12688/openreseurope.18245.1
[5] Single Cell Transcriptional Perturbome in Pluripotent Stem Cell ModelsBalmas E, Ratto ML, Snijders KE et al.DOI: http://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: https://doi.org/10.1101/2024.10.11.617785
[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
骨形态发生蛋白4 (BMP-4) 属于TGF-β生长因子超家族。BMP-4 是胚胎发生的关键调节因子，在原肠胚形成、背腹轴的建立和肢体发育的调节中发挥作用 [1]。顾名思义，BMP 家族参与骨骼和软骨的发育和维持；在成人中，BMP-4 参与骨骼和软骨代谢，以及神经发生 [2] 和造血干细胞归巢 [3]。BMP-4 蛋白通过两种丝氨酸-苏氨酸激酶受体发挥作用；骨形态发生蛋白受体 (BMPR) 1 和 BMPR2，BMP-4 通过这些受体启动 Smad 和 MAP 激酶通路，从而改变靶基因转录 [1]。
背景参考
[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、与BMP4相关的技术资源
1️⃣技术说明 | BMP-4 (Qk038) 生物活性
2️⃣技术说明 | BMP-4 (Qk038) 批次间生物活性
3️⃣使用Qkine无动物来源生长因子进行肝细胞样细胞分化（PDF)
4️⃣Qkine重组生长因子和细胞因子在条件培养基中的稳定性（PDF)
5️⃣诱导多能干细胞 (iPSC) 分化为中胚层 (PDF)
6️⃣诱导多能干细胞 (iPSC) 分化为内胚层 (PDF)
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