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Arthus Biosystems的SAM分子

必要的化学物质

GL Cantoni于1952年在意大利发现了S-腺苷甲硫氨酸(SAM-e,SAMe,SAM,AdoMet,ademetionine)。它由甲硫氨酸腺苷基转移酶由三磷酸腺苷(ATP)和甲硫酮制成。在大多数活生物体中,S-腺苷甲硫氨酸是一种重要的代谢产物。它通过脱羧作用实现了甲基转移,硫磺转移和氨基丙基化的重要功能。
由于SAM是一种本质上不稳定的分子,并且其最大258-260 nm的光密度不是明显的吸收,因此确定其在各种生物体液和组织中的浓度一直是一项艰巨的任务。不需要昂贵的仪器(LC,MS和组合)的简单方便的方法显然是确定SAM的生物浓度并监测其在体液,组织和细胞器中的变化和代谢途径的理想方法。

据称SAM-e对以下疾病有帮助:抑郁,帕金森氏病,骨关节炎症状,肝病,肝内胆汁淤积症(尤其是妊娠),纤维肌痛,艾滋病相关的脊髓病(与艾滋病相关的脊柱和神经疾病)。也有有限的研究提到了SAMe在以下情况下的作用:注意缺陷多动障碍(ADHD),经前综合征(PMS),经前烦躁不安(PMDD),慢性疲劳综合征(CFS),心脏病,智力低下表现,多发性硬化症,痴呆症,阿尔泽默氏病,肌腱炎,滑囊炎,脊髓损伤,癫痫发作,偏头痛,慢性下腰痛,铅中毒和衰老。
这些天每天使用SAM作为营养补品时,了解其影响和后果也至关重要。它已广泛用作非处方药,以缓解抑郁症,骨关节炎等系统。

甲基化

甲基化几乎涉及生活的各个方面。SAM是DNA,RNA,蛋白质,脂质,磷脂,激素和神经递质中各种甲基转移反应的唯一甲基供体。正确的DNA甲基化对于正常胚胎发育至关重要。然而,当甲基转移酶基因被纯合缺失时,它是致命的。

在许多肿瘤中发现了甲基化不正确的DNA。DNA甲基化模式的改变会诱导癌基因的表达或沉默肿瘤抑制基因的表达。缺乏甲基饮食会增加啮齿动物的肝癌。

重要过程

DNA甲基化可保护基因组免受限制性内切酶的影响。SAM通过与嵌入某些mRNA非编码区域内的结构域结合来控制基因表达。SAM在必需的生物分子生产中提供甲基,包括:

  • 乙酰基左旋肉碱:神经营养和膜转运剂

  • 肾上腺素和肾上腺素:内源性儿茶酚胺,应激激素和神经递质

  • 磷脂酰胆碱:最重要的膜磷脂

  • 肉碱:脂肪燃烧器

  • 磷酸肌酸:主要的ATP储库

  • 褪黑素:昼夜节律调节器

SAM是细胞生长和修复所必需的。它也参与几种影响情绪的激素和神经递质(如肾上腺素)的生物合成。甲基转移酶还负责在信使RNA中5'帽旁的第一个和第二个核苷酸的2'羟基上添加甲基

转硫

转硫反应以S-腺苷同型半胱氨酸或SAH开始,它是将甲基从SAM中转移出来后S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的残留结构。SAH水解产生高半胱氨酸。这将转化为胱硫醚,半胱氨酸,最后转化为肝细胞抗氧化剂和挽救生命的排毒剂谷胱甘肽。由于膳食半胱氨酸含量低,并且高达80%的膳食半胱氨酸通过胃肠道失去其巯基,因此SAM是半胱氨酸(谷胱甘肽的组成部分)的主要来源。作为抗氧化剂,它可以保护人体免受体内活性氧分子的破坏。这些活性氧分子可能来自人体内或来自环境污染,并被认为在衰老过程和退行性疾病的发展中起作用。一般来说,

氨丙基化

氨丙基化是SAM通过脱羧(脱羧酶)引发的另一个过程。然后,脱羧的SAM与腐胺偶联生成亚精胺和亚精胺,这对细胞生长,分化以及DNA和RNA的稳定性至关重要。此外,多胺合成的副产物甲硫基腺苷(MTA)是一种强大的镇痛和抗炎剂。这可能至少部分负责使用SAMe治疗骨关节炎,类风湿关节炎和纤维肌痛的临床益处。



Arthus Biosystems抗体和免疫分析

我们的科学家团队进行综合研究,开发和技术支持,以销售针对S-腺苷甲硫氨酸或SAM分子的抗体。我们致力于开发多种形式的免疫分析方法,以从生物样品中有效检测SAM和S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)。免疫测定已被批准易于使用,而无需昂贵的设备,准确,灵敏,特异和快速。

使用我们的抗体,无需昂贵的设备即可确定样品中SAM分子的浓度。加利福尼亚州里士满的Arthus生物系统公司为世界各地的研究实验室提供了完整的研究工具,以利用免疫测定技术有效地测量SAM。

重要的研究工具

已知抗体在发现抗体特异性结合的特定抗原的许多生物学方面的过程中非常有用,包括定量,鉴定,定位,诊断等。常用的领域是酶联免疫吸附测定(ELISA),免疫组织化学(IHC),免疫荧光(IF),流式细胞术(FCM),免疫沉淀(IP),Western印迹,点印迹,酶联免疫斑点(Elispot),荧光激活细胞分选(FACS)。到目前为止,科学家还没有抗SAM抗体。凭借我们独特的系列产品,在重要的生物过程(包括DNA修复,致癌作用,神经变性,组织分化,炎症,衰老,

研究影像

抗SAH抗体

我们已经成功生成了几种针对S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)的小鼠单克隆抗体。与其他SAH单克隆抗体相比,我们的SAH小鼠单克隆抗体具有更高的灵敏度,可以检测游离SAH分子,并且可以用于从生物样品中测量SAH。

通过我们的产品,普通技术人员可以在实验室中用便宜的仪器快速轻松地同时测量生物样品中S-腺苷甲硫氨酸和S-腺苷同型半胱氨酸的水平。这为研究社区有效测量其各个研究领域的甲基化指数打开了一扇门。

免疫测定

建立了直接和间接ELISA定量测量SAM和SAH的方法。ELISA方法对SAM的灵敏度可低至几纳摩尔/升。也正在开发其他形式的定量和定性免疫测定。

临床观察

通过使用快速,简便和便捷的免疫测定,临床实验室和研究实验室现在能够对SAM,SAH和甲基化指数与疾病和健康状况之间的关系进行更多的临床观察。我们已经从正常受试者和患者的血浆,血清和唾液样本中测量了SAM,SAH水平。这里总结了一些结果。血清S-腺苷同型半胱氨酸水平升高,而非SAM和高半胱氨酸水平升高,与5期慢性肾脏病患者的心血管疾病相关(Clin Chim Acta。2008; 395:106)。正在进行更系统的研究,这将加速在临床实践中正确应用这些生物标记物的过程,并有助于协助将SAMe用作药物。



Arthus Biosystems的SAM和SAH

SAM类似物和抗体

一种重要的S-腺苷甲硫氨酸(SAM)类似物具有非常好的热稳定性,但又具有很高的吸湿性。该类似物也可以用作SAM内检的标准。

SAM和SAH抗体

很难产生针对这种具有生物活性的代谢产物的抗体。我们的研究人员开发并生产了针对S-腺苷甲硫氨酸或SAM的单克隆和多克隆抗体。与它的密切相关的类似物如S-腺苷同型半胱氨酸或SAH以及蛋氨酸(Met)和腺苷,ATP,ADP和甲基硫代腺苷(MTA)的交叉反应已被证明非常简单。为了进一步验证我们的抗SAM抗体的特异性,我们证明了由来自ATP的蛋氨酸腺苷基转移酶(MAT)合成的SAM和Met可以剂量依赖性方式竞争性结合抗体(右图)。

对于抗SAH抗体,与S-腺苷甲硫氨酸的交叉反应低于3%;同型半胱氨酸,L-半胱氨酸,腺苷,谷胱甘肽,L-半胱氨酸,ADP和ATP均<1%; MTA约为5%。与SAM和MTA相对较高的交叉反应不应该考虑,因为SAM和MTA的生理水平远低于1uM,在该水平下未观察到与抗体的交叉反应。我们的产品使普通技术人员可以在实验室中用便宜的仪器快速,准确和轻松地测量样品中S-腺苷甲硫氨酸(SAM)和S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)的水平。

研究影像

如何测量呢?

由于SAM是本质上不稳定的分子,因此确定其在各种生物体液和组织中的浓度一直具有挑战性。当前定量SAM和SAH的方法是LC,MS和MS的组合。使用了HPLC,但事实证明它具有明显的优势。

LC-MS / MS和HPLC测量SAM和SAH的基础不适用于具有生物活性和不稳定的分子。因此,这些方法具有局限性。这些方法费力,费时并且需要昂贵的设备。LC-MS / MS是目前流行的方法,但它没有考虑其检测到的代谢物的生物学活性相关性。因此,从生物学的角度来看,它在测量SAM或SAH中的用途可能不准确且不完整。化学方法只能检测游离形式的SAM或SAH,但不包括与其他生物分子相关的任何形式的SAM或SAH。仅仅因为LC-MS / MS无法从样品中检测出该窄分子量范围内的SAM分子,可能并不总是意味着SAM已完全降解,消失和失灵。此外,用于训练LC-MS / MS的SAM标准与活细胞中的SAM不同,但是在LC-MS / MS等技术中,需要与待测分子完全相同的分子作为标准。最近,关于GC-MS和LC-MS分析方法的争议可能由于操作过程(包括样品提取,预处理和测量过程)引起的意外变化而无法准确测量代谢物 (http://cen.acs.org/articles/93/i42/Heated-Dispute-Over-Analytical-Method.html)。

一种简单,方便的方法,不需要昂贵的仪器,但考虑到生物学功能,例如结合相关分子的能力,绝对值得您投入。现在,我们能够提供通过免疫测定定量测量SAM和SAH所需的所有基本试剂,并帮助解决技术问题。

使用我们的产品测量血浆和血清中SAM的水平,可以进行许多临床研究以证实上述说法。仍有许多研究可供全球不同领域的科学家参与。我们相信,与甲基化指数相关的越来越重要的发现将在不久的将来出现。

数据现状不一致

尚未准确确定血液,血清和血浆中SAM浓度的正常范围。由于人口,样品处理,预处理和检测方法的原因,已发表的结果不一致。最近有报道称,通过LC-MS / MS方法测得的人血浆中SAM水平约为60nM-140 nM(Klepacki J,Clin Chim Acta,2013),而通过HPLC测得的> 1.5 uM(Carolynk K,J。色谱,1997)。甚至使用类似技术的实验室也已经报告了健康患者的广泛浓度范围。通常,这些数据对于在特定研究范围内进行比较最有用。考虑到SAM的重要性,期望有一种简单可靠的方法来测量其在生物样品中的浓度。在采用高质量抗SAM抗体的免疫分析中,可以确定与抗体特异性和灵敏结合的分子是SAM。也就是说,特异性至少使检测方法更可靠。

SAM应用程序更有趣的领域

过去已经对SAM的功能进行了大量研究。例如,与人红细胞在体外孵育的SAM-e穿透细胞膜并增加细胞内的ATP,从而恢复细胞形状。由于SAM-e在基本代谢过程中起重要作用,因此在许多表面上无关的领域中在临床上很有用。它最引人注目的临床用途之一是治疗酒精性肝硬化,直到现在,这种酒精在医学上仍无法治愈。SAM-e已被施用于患有周围闭塞性动脉疾病的患者,并被证明可降低血液粘度,主要是通过其对红细胞变形性的影响。

Sam-e可减轻由肿瘤坏死因子α(TNFα)引起的损伤,还可以减少细胞分泌的TNFα的数量。已经研究了SAM-e降低与施用环孢霉素A(一种强大的免疫抑制剂)相关的毒性的能力。在偏头痛患者中也进行了研究,发现它是有益的。

当宿主受到免疫抑制时,会发生肺孢子虫肺炎(PCP)。人体中的PCP与晚期HIV疾病,儿童严重营养不良以及癌症,晚期癌症,风湿性疾病和预防器官移植排斥的治疗有关(Perez-Leal等人,《 Am J Respir Cell Mol Biol Vol 45》, PP1142-1146,2011)。如果不治疗,将会致命。因此,早期诊断非常重要。已经进行了有关S-腺苷甲硫氨酸(SAM)水平在诊断HIV感染患者卡氏肺孢子虫肺炎(PCP)中的研究。由于卡氏肺孢子虫在体外需要S-腺苷甲硫氨酸,因此肺孢菌感染会耗尽大鼠和人类的血浆SAM,尼古丁会降低豚鼠肺的SAM,吸烟与减少艾滋病患者的肺孢子虫肺炎(PCP)有关。慢性尼古丁治疗会增加肺多胺的分解代谢/合成代谢循环和/或排泄,从而导致消耗SAM的多胺生物合成和肺SAM耗竭增加(J. Biological Chemistry 2005; 280(15):15219-15228)。因此,血浆SAM水平的严重降低仅有助于预测仅在免疫功能低下患者中PCP的发生。PCP的最佳治疗方案应包括保持较低的SAM水平,因为降低SAM水平有助于杀死PCP病原体,而当SAM或甲基化指数较低时,建议提高SAM水平以更好地治疗其他疾病(非PCP)。因此,血浆SAM水平的严重降低仅有助于预测仅在免疫功能低下患者中PCP的发生。PCP的最佳治疗方案应包括保持较低的SAM水平,因为降低SAM水平有助于杀死PCP病原体,而当SAM或甲基化指数较低时,建议提高SAM水平以更好地治疗其他疾病(非PCP)。因此,血浆SAM水平的严重降低仅有助于预测仅在免疫功能低下患者中PCP的发生。PCP的最佳治疗方案应包括保持较低的SAM水平,因为降低SAM水平有助于杀死PCP病原体,而当SAM或甲基化指数较低时,建议提高SAM水平以更好地治疗其他疾病(非PCP)。

在酒精性肝中,SAM降低,而SAH和Hcy水平升高。两种基因(MAT1A和MAT2A)编码必需酶蛋氨酸腺苷基转移酶(MAT),该酶催化S-腺苷甲硫氨酸(SAMe)的生物合成,这是主要的甲基供体,在肝脏中是谷胱甘肽的前体。MAT1A主要在肝脏中表达,而MAT2A则广泛分布。MAT2A在快速生长和去分化期间在肝脏中诱导。在人类肝细胞癌(HCC)中,MAT1A被MAT2A代替。这在病因学上是重要的,因为MAT2A表达与较低的SAMe水平和更快的生长相关,而外源的SAMe处理抑制生长(Lu,SC et al.Alcoho 35(3):227-34,2005)。

测量SAM和甲基化指数的意义

  1. 生物标记物以及用于神经变性疾病如痴呆,帕金森氏病,肌萎缩侧索硬化(ALS)等的治疗剂[  1,  2,  3,  4  ]

  2. 血清水平SAM从免疫受损条件[造成Peumoncystis孢子虫肺炎的诊断(PCP)  5,  6,  7,  8,  9

  3. 肝和胆管疾病[  10,  11,  19,  2325  ]

  4. 癌症[ 12 ]

  5. 营养,代谢紊乱和炎症[  13,  14,  17  ]

  6. 先天疾病如唐氏综合征和先天性心脏疾病[  15,  16  ]

  7. 监测治疗与SAM-E [抑郁症,骨关节炎和肝脏疾病 18,  20,  2124  ]

  8. 甲基化指数与疾病[ 22 ]



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