Blasticidin S的作用機制及在構建穩轉株、抗植物病害等中的應用_abio生物試劑品牌網
Blasticidin S
（殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）是一種從灰色產色鏈霉菌（Streptomyces griseochromogenes）發酵液中分離獲得的核苷類抗生素，對細菌、真菌、酵母、植物及哺乳動物細胞等具有廣泛的抑制活性。在分子生物學研究中，Blasticidin S常被用作篩選標記，用于篩選攜帶特定抗性基因（如BSD或BSR基因）的轉染細胞。Blasticidin S在水稻等農作物的真菌感染和腫瘤抑制等方向也有一定的應用潛力。
AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細胞因子、人源單抗、天然產物、熒光染料、多肽、靶點蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻專利引用。
一、 Blasticidin S 的作用機制
Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）主要通過合核糖體大亞基的肽基轉移酶中心，來特異性抑制原核和真核細胞的蛋白質合成。具體而言，Blasticidin S能干擾肽酰-tRNA的水解過程，從而抑制肽鍵的形成。同時Blasticidin S還可以干擾釋放因子eRF1進入肽基轉移酶中心，這使得新生肽鏈無法釋放。綜上，Blasticidin S可從多個環節阻斷蛋白質合成，最終導致細胞因無法正常合成蛋白質而生長停滯甚至死亡 [1]。
圖 1冷凍電鏡解析哺乳動物終止復合物（TC）的結構與BlaS之間的互作
[1]
二、 Blasticidin S （殺稻瘟菌素） 的科研應用
1. Blasticidin S （BlaS） 用于構建穩定表達細胞株實驗
在細胞生物學和分子遺傳學研究中，Blasticidin S廣泛應用于篩選攜帶抗性基因的轉染細胞。 Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）的抗性基因主要有BSD基因和BSR基因。BSD基因來源于土曲霉（Aspergillus terreus）。該基因編碼一種Blasticidin S脫氨酶，能夠催化Blasticidin S的脫氨反應，從而使其失去活性；BSR基因來源于蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus）。該基因同樣編碼一種Blasticidin S脫氨酶，其作用機制與BSD基因類似。在實際操作中，一般可以通過DNA重組技術，如使用無縫克隆、DNA連接酶等方法將需要轉染的外源基因整合到帶有BSD或者BSR基因的載體上，隨后轉染細胞并進行抗性篩選。
圖 2. 帶有BSD基因的質粒
對于哺乳動物細胞而言， Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）常用的篩選濃度為1-50 μg/mL，如暫不清楚最佳篩選濃度，則需進行預實驗以構建滅殺曲線。將未轉染細胞接種于24孔、12孔或者6孔板中，待細胞匯合度達60 %時加入含不同濃度的Blasticidin S培養基，濃度梯度可以設置成0、5、10、15、20μg/mL（或擴展至50 μg/mL），每2天更換含Blasticidin S的培養基，一周左右可殺死大于90%細胞的最低濃度為最佳篩選濃度。 2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
在確定最佳篩選濃度后，即可進行轉染，一般在轉染后的48小時即可進行篩選，注意轉染后的細胞接種數量不宜過多，否則會影響后續的Blasticidin S篩選效率，通常接種時的覆蓋率為25%左右；此外，處于分裂旺盛期的細胞最適合Blasticidin S進行篩選，一般匯合度為70-80%。在篩選過程中每2天去除培養基，加入含 Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）的新鮮培養基，篩選周期為一周左右，待對照組細胞全部死亡后，即可對存活的陽性細胞進行抗性驗證、擴增和凍存。
表
1
. Blasticidin S在不同細胞系中的篩選濃度（僅供參考，具體實驗請參考相關文獻
及預實驗結果
）
Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）除了用于哺乳動物細胞的篩選外，還能用于細菌甚至藻類的篩選，包括大腸桿菌和某些藻類細胞，例如萊茵衣藻（ Chlamydomonas reinhardtii）。Blasticidin S在固體或者液體培養環境中均能有效抑制萊茵衣藻的生長，其最小抑制濃度為50 μg/mL [2]。
圖 3. Blasticidin S可用于
Chlamydomonas reinhardtii的篩選
[2]
2. Blasticidin S用于其它實驗
水稻病害 抑制 ：作為首個取代汞制劑的生物源抑制劑， Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）廣泛用于防治稻瘟病（Magnaporthe oryzae）。其通過抑制真菌蛋白質合成，阻斷孢子萌發與菌絲擴展，有效降低病害傳播 [3]。
腫瘤細胞抑制研究： Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）可抑制部分腫瘤細胞系（如B16、U87MG、BaF3）的增殖 [4]，為抗腫瘤抑制方案提供更多思路。
蛋白質合成抑制機制研究： Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）通過特異性結合核糖體，干擾肽鍵形成并抑制肽基-tRNA水解，被廣泛用于探索蛋白質合成的分子機制。其作用位點明確，是研究翻譯終止、核糖體功能的經典工具。
AbMole是ChemBridge中國區官方指定合作伙伴。
參考文獻及鳴謝
[1] K. T. Powers, F. Stevenson-Jones, S. K. N. Yadav, et al., Blasticidin S inhibits mammalian translation and enhances production of protein encoded by nonsense mRNA, Nucleic acids research 49(13) (2021) 7665-7679.
[2] F. de Carpentier, J. Le Peillet, N. D. Boisset, et al., Blasticidin S Deaminase: A New Efficient Selectable Marker for Chlamydomonas reinhardtii, Frontiers in plant Science 11 (2020) 242.
[3] P. C. Ceresini, V. L. Castroagudín, Fá Rodrigues, et al., Wheat Blast: Past, Present, and Future, Annual review of phytopathology 56 (2018) 427-456.
[4] N. Ishiyama, M. O'Connor, A. Salomatov, et al., Computational and Functional Analyses of HER2 Mutations Reveal Allosteric Activation Mechanisms and Altered Pharmacologic Effects, Cancer research 83(9) (2023) 1531-1542.
一、 Blasticidin S 的作用機制
Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）主要通過合核糖體大亞基的肽基轉移酶中心，來特異性抑制原核和真核細胞的蛋白質合成。具體而言，Blasticidin S能干擾肽酰-tRNA的水解過程，從而抑制肽鍵的形成。同時Blasticidin S還可以干擾釋放因子eRF1進入肽基轉移酶中心，這使得新生肽鏈無法釋放。綜上，Blasticidin S可從多個環節阻斷蛋白質合成，最終導致細胞因無法正常合成蛋白質而生長停滯甚至死亡 [1]。
圖 1冷凍電鏡解析哺乳動物終止復合物（TC）的結構與BlaS之間的互作
[1]
二、 Blasticidin S （殺稻瘟菌素） 的科研應用
1. Blasticidin S （BlaS） 用于構建穩定表達細胞株實驗
在細胞生物學和分子遺傳學研究中，Blasticidin S廣泛應用于篩選攜帶抗性基因的轉染細胞。 Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）的抗性基因主要有BSD基因和BSR基因。BSD基因來源于土曲霉（Aspergillus terreus）。該基因編碼一種Blasticidin S脫氨酶，能夠催化Blasticidin S的脫氨反應，從而使其失去活性；BSR基因來源于蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus）。該基因同樣編碼一種Blasticidin S脫氨酶，其作用機制與BSD基因類似。在實際操作中，一般可以通過DNA重組技術，如使用無縫克隆、DNA連接酶等方法將需要轉染的外源基因整合到帶有BSD或者BSR基因的載體上，隨后轉染細胞并進行抗性篩選。
圖 2. 帶有BSD基因的質粒
對于哺乳動物細胞而言， Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）常用的篩選濃度為1-50 μg/mL，如暫不清楚最佳篩選濃度，則需進行預實驗以構建滅殺曲線。將未轉染細胞接種于24孔、12孔或者6孔板中，待細胞匯合度達60 %時加入含不同濃度的Blasticidin S培養基，濃度梯度可以設置成0、5、10、15、20μg/mL（或擴展至50 μg/mL），每2天更換含Blasticidin S的培養基，一周左右可殺死大于90%細胞的最低濃度為最佳篩選濃度。 2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
在確定最佳篩選濃度后，即可進行轉染，一般在轉染后的48小時即可進行篩選，注意轉染后的細胞接種數量不宜過多，否則會影響后續的Blasticidin S篩選效率，通常接種時的覆蓋率為25%左右；此外，處于分裂旺盛期的細胞最適合Blasticidin S進行篩選，一般匯合度為70-80%。在篩選過程中每2天去除培養基，加入含 Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）的新鮮培養基，篩選周期為一周左右，待對照組細胞全部死亡后，即可對存活的陽性細胞進行抗性驗證、擴增和凍存。
表
1
. Blasticidin S在不同細胞系中的篩選濃度（僅供參考，具體實驗請參考相關文獻
及預實驗結果
）
Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）除了用于哺乳動物細胞的篩選外，還能用于細菌甚至藻類的篩選，包括大腸桿菌和某些藻類細胞，例如萊茵衣藻（ Chlamydomonas reinhardtii）。Blasticidin S在固體或者液體培養環境中均能有效抑制萊茵衣藻的生長，其最小抑制濃度為50 μg/mL [2]。
圖 3. Blasticidin S可用于
Chlamydomonas reinhardtii的篩選
[2]
2. Blasticidin S用于其它實驗
水稻病害 抑制 ：作為首個取代汞制劑的生物源抑制劑， Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）廣泛用于防治稻瘟病（Magnaporthe oryzae）。其通過抑制真菌蛋白質合成，阻斷孢子萌發與菌絲擴展，有效降低病害傳播 [3]。
腫瘤細胞抑制研究： Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）可抑制部分腫瘤細胞系（如B16、U87MG、BaF3）的增殖 [4]，為抗腫瘤抑制方案提供更多思路。
蛋白質合成抑制機制研究： Blasticidin S （殺稻瘟菌素S，AbMole，M9163）通過特異性結合核糖體，干擾肽鍵形成并抑制肽基-tRNA水解，被廣泛用于探索蛋白質合成的分子機制。其作用位點明確，是研究翻譯終止、核糖體功能的經典工具。
AbMole是ChemBridge中國區官方指定合作伙伴。
參考文獻及鳴謝
[1] K. T. Powers, F. Stevenson-Jones, S. K. N. Yadav, et al., Blasticidin S inhibits mammalian translation and enhances production of protein encoded by nonsense mRNA, Nucleic acids research 49(13) (2021) 7665-7679.
[2] F. de Carpentier, J. Le Peillet, N. D. Boisset, et al., Blasticidin S Deaminase: A New Efficient Selectable Marker for Chlamydomonas reinhardtii, Frontiers in plant Science 11 (2020) 242.
[3] P. C. Ceresini, V. L. Castroagudín, Fá Rodrigues, et al., Wheat Blast: Past, Present, and Future, Annual review of phytopathology 56 (2018) 427-456.
[4] N. Ishiyama, M. O'Connor, A. Salomatov, et al., Computational and Functional Analyses of HER2 Mutations Reveal Allosteric Activation Mechanisms and Altered Pharmacologic Effects, Cancer research 83(9) (2023) 1531-1542.
