细胞培养中的铁和亚铁

铁，在细胞培养中非常重要。即使在生物制药、组织工程等领域所用的无血清培养基中，铁也是一种重要的补充剂。

但它是一把双刃剑，同时具有有益和有毒的特性。因此，对铁的调控非常重要。在生理状态下，在使用血清时，血清中有转铁蛋白，它可介导铁从培养基中输运到细胞内。而使用无血清、不含动物蛋白的培养基，则极大地增加了培养中铁毒性的可能性。这在生物制药和组织工程中尤为关键，其中铁介导的氧化和羰基应激可以改变细胞培养产物的化学性质。

一些人工合成培养基中含有硝酸铁或硫酸亚铁，有些培养基则采取了螯合铁。而采用新生牛血清或胎牛血清，血清中的结合蛋白质能与有毒金属结合，起到解毒作用，例如转铁蛋白能结合铁离子，进行细胞外基质中铁离子浓度的调控。

铁对细胞呼吸和代谢至关重要。没有铁，细胞就会停止生长并最终死亡。铁可以进行单价的氧化还原反应。其氧化和还原形式分别称为铁和亚铁。铁在细胞培养系统中的主要功能如下：

血红蛋白是哺乳动物中富含血红素的蛋白，其主要功能是结合、运输和释放分子氧。在氧结合，运输和释放期间，血红蛋白结合的铁保持在亚铁状态。当血红蛋白结合铁被氧化成三价铁时，它不能输送氧气。氧化血红蛋白被称为高铁血红蛋白。

细胞色素是一组含有血红素的蛋白质，位于线粒体中。它们的功能是沿着呼吸链顺序转移电子，导致氧气还原成水，并以ATP的形式储存能量。通过细胞色素转移电子涉及铁的氧化和还原循环。

铁以非血红素形式存在，作为琥珀酸脱氢酶的一部分，琥珀酸脱氢酶是一种催化富马酸盐形成的酶。

作为一种酶辅助因子，铁可以保护细胞免受氧化损伤。它作为过氧化氢酶和过氧化物酶等酶的血红素成分存在，催化过氧化物向水的转化。

在生理溶液中同时存在亚铁和三价铁，它经常作为硝酸盐或硫酸盐添加到细胞培养基中，并经历氧化反应。铁对培养基中氧还电位的敏感性取决于络合分子。铁的络合分子包括氨基酸，核苷酸，生理螯合剂和蛋白质。

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Ausbian精制新生牛血清(γ照射)产自澳洲，血源来自新西兰，经过0.22微米过滤和15kGy的gamma射线照射，避免了存在微生物的风险。新生牛血清中富含可能组织细胞所需的发育因子、血浆蛋白等，保证营养和解毒功能。