N⁶,2′-O-二丁酰基-cAMP 钠盐:关键信息与常见问题解答
N⁶,2′-O-二丁酰基-cAMP 钠盐:关键信息与常见问题解答
N⁶,2′-O-二丁酰腺苷3′,5′-环磷酸钠盐是第二信使环磷酸腺苷(cAMP)的一种具有细胞膜通透性、代谢稳定性的类似物,广泛用于激活蛋白激酶A(PKA)及研究cAMP依赖性下游信号通路。
- 化学名称
- N⁶,2′-O-二丁酰腺苷3′,5′-环磷酸钠盐
- 常用缩写
- db-cAMP 或 Bt₂-cAMP
- 作用机制
- 模拟细胞内cAMP,通过结合PKA调节亚基释放催化亚基,从而激活PKA
- 相对cAMP的主要优势
- 具有细胞膜通透性且对磷酸二酯酶水解具有抵抗性,可维持持续的胞内cAMP信号
- 主要研究应用
- PKA激活、神经元分化、脂解研究、基因表达调控、细胞凋亡研究
- 产品编号
- D124575
N⁶,2′-O-二丁酰cAMP钠盐是什么?
N⁶,2′-O-二丁酰腺苷3′,5′-环磷酸钠盐(db-cAMP)是环磷酸腺苷(cAMP)的合成膜渗透性衍生物,cAMP是经典的细胞内第二信使。该化合物在腺嘌呤环的N⁶位和核糖的2′-O位各含有一个丁酰酯修饰。这些酰基基团增加了脂溶性,有助于化合物通过被动扩散穿越细胞膜。进入细胞后,酯酶裂解丁酰基团释放活性cAMP,与外源施加的cAMP相比,未修饰的核糖氧还赋予其对磷酸二酯酶(PDE)水解的部分抵抗能力。
该化合物以钠盐形式供应,以增强其水溶性,便于在水或生理缓冲液中配制储备液。
作用机制与信号通路
db-cAMP进入细胞后激活蛋白激酶A(PKA,又称cAMP依赖性蛋白激酶)。在非活化状态下,PKA以由两个调节亚基(R)和两个催化亚基(C)组成的四聚体全酶形式存在。cAMP或其类似物与R亚基结合后诱导构象变化,以活性形式释放催化亚基。游离催化亚基随后磷酸化多种底物蛋白的丝氨酸和苏氨酸残基,包括转录因子CREB(cAMP应答元件结合蛋白)、离子通道、代谢酶和细胞骨架蛋白。
db-cAMP调控的PKA激活下游效应包括:调节基因转录、促进神经元分化和神经突生长、刺激脂肪细胞脂解、调节心脏收缩力以及控制细胞存活与凋亡。由于db-cAMP绕过上游腺苷酸环化酶步骤,它是剖析严格依赖胞内cAMP升高的信号事件的重要工具。
制备、储存与操作
溶解性:db-cAMP钠盐易溶于水和中性pH值的水性缓冲液(如PBS或HEPES缓冲液)。在无菌水中配制浓度为10–100 mM的储备液,再稀释至细胞培养基或检测缓冲液中至所需工作浓度(细胞实验通常为0.1–1 mM,最佳浓度应通过实验确定)。
储存:将固体化合物储存于–20 °C、密封防潮、避光的容器中。水溶液储备液应分装以避免反复冻融,并在–20 °C保存。长期储存溶液的稳定性应由用户自行验证。
操作:遵守标准实验室操作规范,避免长时间皮肤接触和吸入粉尘。使用前请查阅安全数据表(SDS)以获取完整危害信息。与所有试剂一样,请佩戴适当的个人防护装备(PPE)。
研究应用
db-cAMP是在多种生物系统中提高胞内cAMP信号水平最广泛使用的药理学工具之一。代表性应用包括:
- 神经元分化:db-cAMP促进PC12细胞和原代神经元培养等模型中神经前体细胞的分化和神经突生长,通常与神经生长因子(NGF)联合使用。
- 脂解:在脂肪细胞中,db-cAMP激活PKA介导的激素敏感性脂肪酶(HSL)和脂滴包被蛋白的磷酸化,从而刺激甘油三酯分解。
- 基因表达研究:研究人员使用db-cAMP激活CREB依赖性转录,用于研究CRE(cAMP应答元件)驱动的报告基因。
- 细胞凋亡与存活:db-cAMP以细胞类型依赖性方式调控凋亡通路,用于研究cAMP信号的促凋亡或抗凋亡作用。
- 心血管研究:db-cAMP用于研究心肌细胞模型中PKA依赖性心脏离子通道和收缩蛋白的调控。
- 免疫细胞功能:利用db-cAMP升高cAMP水平,用于探究T细胞和其他免疫效应细胞中的免疫抑制信号。
与其他cAMP类似物的比较
目前市售多种膜渗透性cAMP类似物,选择正确的工具化合物对于实验有效性至关重要:
- db-cAMP(本产品):特性明确,具有广泛的膜通透性,对PDE具有部分抵抗性。在细胞内代谢释放cAMP和丁酸;丁酸本身具有组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制活性,研究人员在基因表达研究中必须考虑其潜在干扰。
- 8-溴-cAMP:对PDE水解具有高度抵抗性;可激活PKA和某些Epac(cAMP直接激活的交换蛋白)亚型。代谢时不释放丁酸。
- Sp-cAMPS:不可水解的硫代磷酸酯类似物;高度选择性PKA激活剂,不受PDE影响。
- 毛喉素(间接):激活腺苷酸环化酶以升高内源性cAMP;非直接cAMP类似物,但常用于对比实验。
在解读db-cAMP实验结果时,用户应纳入适当对照以排除丁酸释放的影响,并应考虑使用互补类似物或PDE抑制剂来确认所观察效应的特异性。
常见问题
db-cAMP与普通cAMP有何区别?为何在细胞培养中使用db-cAMP?
普通cAMP具有亲水性,不能有效穿越细胞膜,且进入细胞的cAMP会被磷酸二酯酶迅速降解。db-cAMP克服了这两个缺陷:丁酰基修饰增加了脂溶性以实现膜渗透,且该分子对PDE水解具有部分抵抗性,与外源施加cAMP相比,可更持久、更有效地升高胞内cAMP信号水平。
在细胞实验中应使用多少工作浓度的db-cAMP?
细胞实验中报道的工作浓度通常为100 µM至1 mM,但最佳浓度高度依赖于细胞类型和检测方法,应通过剂量-效应实验经验性确定。通常从0.1、0.3和1 mM的浓度范围开始是常见做法。需注意,在较高浓度下,胞内水解释放的丁酸可能通过抑制HDAC独立影响基因表达。
如何制备和储存db-cAMP钠盐的储备液?
将db-cAMP钠盐溶于无菌、无核酸酶的水或适当的水性缓冲液中,配制浓缩储备液(通常为10–100 mM)。分装为单次用量并在–20 °C避光保存。避免反复冻融,以防化合物降解。使用前应立即在细胞培养基中配制新鲜稀释液,如长期保存请验证溶液稳定性。
db-cAMP代谢释放的丁酸会影响我的实验吗?
是的,这是一个重要考量。丁酸是公认的组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂,可独立于PKA激活而改变基因表达、染色质结构和细胞分化。研究转录或表观遗传学终点的研究人员应纳入适当对照,例如单独使用等量丁酸钠处理的细胞,或改用不释放丁酸的替代cAMP类似物(如8-溴-cAMP或Sp-cAMPS)。
db-cAMP对PKA具有选择性吗?还是也能激活Epac蛋白?
db-cAMP主要激活PKA;然而,由于其在细胞内代谢释放游离cAMP,也可激活介导PKA非依赖性cAMP信号的Epac(cAMP直接激活的交换蛋白)亚型。对于需要严格PKA选择性的实验,建议使用PKA选择性类似物(如Sp-cAMPS或N6-苯基-cAMP),并配合Epac选择性类似物(如8-pCPT-2′-O-Me-cAMP)作为对照,以区分各自的贡献。
参考文献
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- Miller WR. Regulatory subunits of PKA and breast cancer. Endocr Relat Cancer. 2002. [Reference for cAMP/PKA signaling in disease context — specific citation needs verification]
- de Rooij J, Zwartkruis FJ, Verheijen MH, et al. Epac is a Rap1 guanine-nucleotide-exchange factor directly activated by cyclic AMP. Nature. 1998;396(6710):474-477. doi:10.1038/24884
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