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硫酸软骨素钠盐:性质与研究应用

Chondroitin 4-sulfate sodium salt(硫酸软骨素4钠盐)是一种由葡萄糖醛酸与4-硫酸-N-乙酰半乳糖胺重复二糖单元组成的硫酸化糖胺聚糖,广泛用于细胞外基质生物学、细胞信号传导及软骨生理学研究中的生化参考标准品和科研试剂。

产品名称
硫酸软骨素4钠盐
货号
C758469
别名
硫酸软骨素A钠盐
聚合物类别
硫酸化糖胺聚糖(GAG)
重复二糖单元
D-葡萄糖醛酸 – N-乙酰-D-半乳糖胺-4-硫酸酯
生物来源
通常从牛软骨或鲨鱼软骨中分离提取
物理形态
白色至类白色吸湿性粉末
溶解性
溶于水

化学结构与组成

硫酸软骨素4钠盐(又称硫酸软骨素A,CS-A)是一种线性、高度阴离子化的硫酸化多糖,属于糖胺聚糖(GAG)家族。其主链由交替的β-1,3糖苷键连接的D-葡萄糖醛酸(GlcUA)和β-1,4糖苷键连接的N-乙酰-D-半乳糖胺(GalNAc)残基组成。4-硫酸酯变体的结构特征是每个GalNAc残基C-4位的硫酸化,这使其有别于C-6位硫酸化的硫酸软骨素6-硫酸酯(CS-C)。

以钠盐形式存在时,硫酸基和羧基通过钠离子实现电荷平衡,使该化合物具有水溶性并便于实验室操作。聚合物主链的高电荷密度赋予其对二价阳离子、生长因子及碱性蛋白结构域的强亲和力,这一特性是其生物学和实验应用价值的核心。

生物学功能与机制

硫酸软骨素4是细胞外基质(ECM)的主要成分,通过共价连接到核心蛋白上形成蛋白聚糖,如聚集蛋白聚糖、多功能蛋白聚糖和核心蛋白聚糖。这些蛋白聚糖在软骨、肌腱和中枢神经系统(CNS)中参与组织结构维持、水合作用及承受压缩负荷。

在软骨生理学中,CS-A通过静电相互作用与胶原纤维结合并保留水分子,维持渗透压和减震能力。在CNS中,包裹特定神经元的致密ECM结构——神经周网(PNN)——富含硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPG)。PNN中的CS-A链调节突触可塑性,并与关键期神经可塑性的限制有关。用软骨素酶ABC酶解CSPG已被实验性地用于促进脊髓损伤后的轴突再生,突显了CS-A在CNS修复中的抑制性作用。

CS-A还参与生长因子的截留,介导FGF、TGF-β等肝素结合因子与其受体的结合及局部呈递。在炎症过程中,多配体蛋白聚糖等细胞表面蛋白聚糖上的CS链调节细胞因子梯度和白细胞黏附。

科研与实验室应用

硫酸软骨素4钠盐(阿拉丁货号C758469)广泛应用于体外和体内多种科研场景:

  • 细胞外基质建模:CS-A被整合到水凝胶和支架生物材料中,以模拟天然软骨或CNS细胞外基质环境,支持软骨细胞、神经元或干细胞培养研究。
  • 蛋白聚糖生物化学:用作软骨素酶ABC、透明质酸酶及硫酸转移酶等酶动力学分析中的底物或竞争性抑制剂,以表征GAG加工酶。
  • 细胞黏附与信号传导实验:用CS-A包被表面,可研究CSPG介导的神经突生长抑制,以及整合素和生长因子受体的相互作用。
  • 结合力与亲和力研究:CS-A用于表面等离子共振(SPR)、等温滴定量热法(ITC)及ELISA格式实验,以定量测定蛋白质、细胞因子和病毒外壳蛋白与GAG链的结合亲和力。
  • 药物递送研究:CS-A的多阴离子特性使其成为纳米颗粒和脂质体递送系统中的候选辅料或靶向基团。
  • 参考标准品:用作HPLC、毛细管电泳及质谱法GAG二糖组成分析的分析标准品。

操作、储存与制备

储存:硫酸软骨素4钠盐应在室温(15–25°C)下密封保存,防止受潮。由于该物质具有吸湿性,开封前应将粉末恢复至室温,以防因冷凝而结块。

溶液制备:用超纯水或生理缓冲盐水(PBS,pH 7.4)溶解至所需浓度。该化合物易溶于水;如需加速溶解,可在轻柔搅拌下温热至37°C。细胞培养应用时需通过0.22 µm滤膜过滤除菌。避免反复冻融储存液。

工作浓度:已发表研究中使用的浓度因应用而异——包被实验通常采用0.1–1 mg/mL,而水凝胶配方可能需要5–20 mg/mL。研究人员应针对其具体实验体系优化浓度。

安全性:在标准实验室条件下,该物质无特定危险品分类。请遵循机构生物大分子操作指南,并参阅产品随附的安全数据表(SDS)。

质量、来源与法规注意事项

硫酸软骨素的生物活性和理化性质受来源生物体、链长(分子量)及硫酸化模式的显著影响。研究人员应确认所用制剂为4-硫酸酯(CS-A)异构体,而非混合型硫酸软骨素制剂,因为CS-A与CS-C在蛋白质结合谱和生物活性方面存在明显差异。

阿拉丁科学的硫酸软骨素4钠盐(C758469)作为研究级试剂供应。对于需要高度明确分子量分布或药用级物料的研究,研究人员应查阅质量检验报告(CoA),并联系技术支持获取包括分子量范围、硫酸根含量及HPLC纯度在内的批次特定表征数据。

对于受监管的应用(如GMP生产、临床研究),请注意本产品仅供研究使用,未经适当的法规审批不得用于人类或兽医治疗用途。

常见问题

硫酸软骨素4与硫酸软骨素6有何区别?

硫酸软骨素4(CS-A)在N-乙酰半乳糖胺残基的C-4位含有硫酸酯,而硫酸软骨素6(CS-C)在C-6位硫酸化。这一位置差异改变了二者的三维构象、蛋白质结合特异性及生物活性,使两种异构体在探究特定GAG–蛋白质相互作用的实验中功能不可互换。

如何为细胞培养制备硫酸软骨素4钠盐的储存液?

将粉末溶于无菌超纯水或PBS(pH 7.4)中至所需浓度,储存液通常为5–10 mg/mL。在37°C下轻柔搅拌有助于溶解。使用前通过0.22 µm低蛋白结合滤膜过滤除菌,短期使用可在4°C保存分装液,长期储存置于−20°C。避免反复冻融。

硫酸软骨素4钠盐可用于体外抑制神经突生长吗?

是的。用硫酸软骨素蛋白聚糖或纯化CS-A链包被培养底物,是模拟胶质瘢痕环境并评估神经突生长抑制的成熟方法。CS-A与神经元受体(如PTP-σ和LAR)相互作用,抑制轴突生长锥前进。这种实验格式常用于筛选促再生候选化合物。

阿拉丁的硫酸软骨素4钠盐是否适合用作分析参考标准品?

阿拉丁的C758469作为研究级试剂供应,可用于定性和半定量GAG分析(包括HPLC和二糖组成分析)的参考物质。对于需要计量溯源的定量工作,研究人员应查阅质量检验报告确认纯度,并联系阿拉丁技术支持团队确认适用性。

硫酸软骨素4钠盐的典型分子量范围是多少?

硫酸软骨素制剂的分子量呈多分散性,高度依赖于来源组织和提取方法,通常在约10 kDa至40 kDa以上范围内。需要特定分子量范围的研究人员应向阿拉丁科学索取批次特定的质量检验报告数据。

参考文献

  1. Couchman JR, Pataki CA. An introduction to proteoglycans and their localization. J Histochem Cytochem. 2012;60(12):885-897. doi:10.1369/0022155412460585
  2. Siebert JR, Osterhout DJ. The inhibitory effects of chondroitin sulfate proteoglycans on oligodendrocytes. J Neurochem. 2011;119(1):176-188.
  3. Caterson B, Melrose J. Keratan sulfate, a complex glycosaminoglycan with unique functional capability. Glycobiology. 2018;28(4):182-206.
  4. Bhattacharyya S, et al. Chondroitin sulfate proteoglycans as major components of the extracellular matrix. Connect Tissue Res. 2009;50(1):8-17.

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《硫酸软骨素钠盐:性质与研究应用》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年10月13日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/chondroitin-4-sulfate-sodium-salt-properties-research-uses.html
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