Puromycin（嘌呤霉素）是一种由白黑链霉菌（Streptomyces alboniger）产生的氨基核苷类抗生素，Puromycin（嘌呤霉素，AbMole，M3637）也是一种常用的蛋白质合成抑制剂，多用于转染筛选、蛋白翻译研究、动物造模等实验。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、靶点蛋白、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。

一、Puromycin(嘌呤霉素)的作用机制

在细胞内，蛋白质的合成是一个极其复杂且高度有序的过程，而Puromycin（嘌呤霉素，AbMole，M3637）就如同一个 “捣乱分子”可以干扰这一关键进程。它的作用靶点主要是核糖体，通过模拟氨酰化 tRNA（aa-tRNA）的 3' 末端结构，巧妙地混入蛋白质合成的 “生产线” 中。正常情况下，氨酰化 tRNA 携带特定的氨基酸进入核糖体的 A 位点，参与肽链的延伸。而嘌呤霉素由于其结构与氨酰化tRNA的3'末端极为相似，能够以假乱真，代替正常的氨基酸进入核糖体。一旦PuromycinPuromycin（嘌呤霉素）进入核糖体的A位点，核糖体肽基转移酶中心（PTC）就会将其催化掺入到新生肽链的C末端。然而，嘌呤霉素毕竟不是真正的氨基酸，它无法像正常的氨酰化 tRNA 那样参与后续的肽链延伸反应。这就如同在一条生产线上，突然混入了一个不符合标准的零件，导致整个生产流程被迫中断，翻译过程过早终止[1]。
 

 图 1. Puromycin的作用机理[1]

二、应用领域
1. 抗性筛选
细胞转染是指将外源核酸（如 DNA、RNA 等）导入真核细胞内的过程。科研人员通常可将含有抗嘌呤霉素的基因（如 pac 基因，编码嘌呤霉素N-酰转移酶）的载体与目的基因重组后转入宿主细胞中。pac可乙酰化Puromycin（嘌呤霉素，AbMole，M3637），使其失去对蛋白质合成的抑制活性，从而赋予细胞对嘌呤霉素的抗性。通过在细胞培养基中加入Puromycin，实验人员可以通过筛选获得成功转染的细胞。在具体操作中需进行预实验以确定最佳筛选浓度。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。

2. 蛋白质翻译研究

翻译水平的调节是重要的基因表达调控机制之一，涉及mRNA 翻译因子、核糖体蛋白、RNA 结合蛋白和非编码 RNA 的表达以及 RNA 二级结构、RNA甲基化和上游开放阅读框选择的调节变化。Puromycin（嘌呤霉素，AbMole，M3637）是一种研究蛋白翻译的重要工具，当在细胞培养体系中以低浓度加入嘌呤霉素时，它能够特异性地掺入到新合成的肽链中。这一过程就像是给上述肽链贴上了一个特殊的“标签”，科研人员可以通过追踪这个 “标签” 来了解蛋白质合成的动态过程，通过可以特异性识别Puromycin的抗体进行免疫印记和免疫荧光等方式检测蛋白翻译的动态过程。此外，基于嘌呤霉素的检测与邻位连接 （PLA） 检测的结合（Puro-PLA），实验人员可以检测特异性 mRNA 的翻译。Puro-PLA：目的蛋白抗体和Puromycin的抗体各带有一段可以互补的核苷酸序列，当Puromycin作用于目的肽链上时，与目的蛋白的新生肽链间距较近，随后加入上述两种抗体，此时上述的两段核苷酸就会互补配对，随后通过滚环扩增（RCA）产生可检测的信号。

图 2. Puro-PLA的工作原理

3. 构建动物肾病模型
Puromycin（嘌呤霉素，AbMole，M3637）在构建动物模型，尤其是肾病模型方面，有着重要的应用。以构建肾病动物模型为例，嘌呤霉素能够直接损伤肾小球上皮细胞。当给实验动物（如大鼠）注射嘌呤霉素后，它会作用于肾小球上皮细胞，使细胞骨架、细胞外基质蛋白、细胞表面整合素、硫酸化蛋白聚糖等物质发生结构和功能变化。同时，嘌呤霉素还会诱导肾小球固有细胞产生自由基，这些自由基会进一步破坏肾小球滤过膜，导致肾小球滤过膜的分子屏障功能降低。因此嘌呤霉素是一款经典的动物肾病实验造模剂[2]。

三、范例详解
1. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis.

科研人员构建了一个荧光素酶 （Gluc） 报告基因检测系统，以从中药配方SNS 中鉴定具有抗 I 型 IFN 活性的成分。并在 RAW264.7 细胞中，采用实时 PCR （RT-PCR） 和 Western blotting 研究 I 型 IFN 通路的变化。此外，在博来霉素 （BLM，AbMole，M13641）诱导的小鼠硬化症模型中，通过 RT-PCR 测量纤维化基因、I 型 IFN 相关基因、炎性细胞因子的表达，并通过 H&E 染色、Masson 染色和免疫组织化学分析确定组织病理学变化。最终结果表明芍药总葡萄糖苷 （TGP） 是 SNS 的生物活性成分，它选择性抑制 TLR3 介导的 I 型 IFN 反应,并阻断 I 型 IFN 诱导的下游 JAK-STAT 信号通路。在动物实验中，TGP 通过抑制 I 型 IFN 信号传导上游和下游的多个靶点来改善皮肤纤维化。在构建荧光素酶检测系统中，科研人员使用了由AbMole提供的Puromycin（嘌呤霉素，AbMole，M3637）用于细胞转染后的筛选[3]。

图 3. Establishment of Gluc reporter assay system and identification of ingredients with anti-type I IFN activities[3].

2. Transl Oncol. 2023 Feb;28:101617.
科研人员在上述文章中探究了结直肠癌（CRC）对奥沙利铂（Oxaliplatin，AbMole，M2290）产生耐受性的机制，在实验中发现了KIAA1199 可以促进 CRC 的奥沙利铂耐药。从机制上讲，KIAA1199 可以通过连接O-GlcNAc 转移酶（OGT）和底物蛋白来促进蛋白质的O-GlcNAcylation ，进而可减轻内质网应激 （ERS） 并防止 CRC 细胞凋亡。同时，KIAA1199 还可以通过 O-GlcNAcylation稳定SNAI1蛋白来触发上皮间充质转化，促进CRC的转移。在实验设计中，科研人员还构建了KIAA1199和OGT敲低的稳定转染SW480 和HCT116细胞，在筛选中使用了来自AbMole的Puromycin（嘌呤霉素，AbMole，M3637）[4]。

图 4. Inhibition of PARP1 by olaparib reverses oxaliplatin resistance of CRC[4].

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参考文献及鸣谢
[1] D. Zhang, Y. Gao, L. Zhu, et al., Advances and opportunities in methods to study protein translation - A review, Int J Biol Macromol 259(Pt 1) (2024) 129150.
[2] M. Xiao, B. N. Bohnert, F. Grahammer, et al., Rodent models to study sodium retention in experimental nephrotic syndrome, Acta physiologica (Oxford, England) 235(3) (2022) e13844.
[3] M. Wang, Y. Bai, D. Jiang, et al., A novel HOIP frameshift variant alleviates NF-kappaB signalling and sensitizes cells to TNF-induced death, Biochimica et biophysica acta. Molecular basis of disease 1870(7) (2024) 167355.
[4] Q. Hua, Y. Lu, D. Wang, et al., KIAA1199 promotes oxaliplatin resistance and epithelial mesenchymal transition of colorectal cancer via protein O-GlcNAcylation, Translational oncology 28 (2023) 101617.