Wat is IGF-1 DES? Structuur, werkingsmechanisme via IGF-1R en onderzoeksoverzicht

IGF-1 DES is natief humaan insulineachtige groeifactor 1 waarvan de eerste drie aminozuren — Gly-Pro-Glu — zijn verwijderd, wat een eiwit van 67 residuen en 7.371,30 g/mol oplevert. Die ene deletie verwijdert het glutamaatresidu waarop de IGF-bindende eiwitten voor contact met hoge affiniteit steunen, zodat het verkorte molecuul grotendeels onafhankelijk van het buffersysteem van de IGFBP's circuleert en werkt, terwijl het volledige agonistische activiteit aan de IGF-1-receptor behoudt. Anders dan de meeste ontworpen analogen is IGF-1 DES (1-3) geen laboratoriumuitvinding: het werd voor het eerst geïsoleerd uit runderbiest en uit hersenweefsel, en wordt in vivo gevormd door een specifieke N-terminale protease.

Peptide Medix EU levert IGF-1 DES (1-3) als gevriesdroogd poeder in flacons van 0,1 mg en 1 mg binnen het assortiment IGF- en spierpeptiden. Uitsluitend geleverd voor laboratoriumonderzoek.

Wat is IGF-1 DES?

De naam is beschrijvend: des is het chemische voorvoegsel voor een verwijderde groep, en (1-3) geeft aan welke residuen ontbreken. IGF-1 over de volle lengte is een enkelketenig eiwit van 70 residuen met een proinsuline-achtige vouwing en drie disulfidebruggen, dat voornamelijk door hepatocyten wordt geproduceerd onder invloed van groeihormoon. IGF-1 DES is dezelfde keten, beginnend bij residu 4, zodat het receptorbindende oppervlak, het disulfidepatroon en de algehele vouwing onveranderd zijn; alleen het flexibele N-terminale tripeptide ontbreekt.

De catalogusgegevens zijn CAS 112603-35-7 en een molecuulgewicht van 7.371,30 g/mol, ongeveer 278 Da lichter dan natief IGF-1. Omdat het een eiwit van 67 residuen is, wordt het geproduceerd via recombinante expressie in plaats van stapsgewijze synthese, en het wordt geleverd als gevriesdroogd poeder.

Oorsprong en structuur

IGF-1 DES neemt een ongebruikelijke positie in: het is tegelijk een van nature voorkomend peptide en een ontworpen onderzoeksinstrument. Het werd eind jaren tachtig geïdentificeerd in runderbiest en vervolgens in de baarmoeder van varkens en in hersenweefsel van zoogdieren, en er is een zure protease beschreven die het tripeptide Gly-Pro-Glu van IGF-1 afsplitst. Bij die reactie komt ook GPE (glypromaat) zelf vrij, een tripeptide met een eigen, kleine literatuur over neuroprotectie die losstaat van de IGF-1-receptor — de splitsing levert dus twee biologisch interessante fragmenten op in plaats van één actief molecuul en één afvalproduct.

Het functionele gevolg van de deletie beperkt zich tot het contact met bindende eiwitten. Glutamaat 3 maakt een elektrostatisch contact met het IGFBP-oppervlak; van het verwijderen ervan is gerapporteerd dat het de affiniteit voor de bindende eiwitten met één tot twee ordes van grootte verlaagt, afhankelijk van welk IGFBP wordt gemeten. De receptoraffiniteit blijft in wezen behouden, en in sommige bindingsstudies is gerapporteerd dat IGF-1 DES iets sterker aan IGF-1R bindt dan het eiwit over de volle lengte.

Hoe IGF-1 DES vermoedelijk werkt

Het directe mechanisme is eenvoudig agonisme aan IGF-1R, een α2β2-receptortyrosinekinase. Ligandbinding leidt tot autofosforylering van de β-subeenheid, rekrutering van adaptereiwitten van het insulinereceptorsubstraat en signalering via PI3K/Akt/mTOR — de tak die in de literatuur in verband wordt gebracht met uitleesparameters voor eiwitsynthese en celoverleving — en via Ras/MEK/ERK, die in verband wordt gebracht met proliferatie.

Wat DES experimenteel onderscheidt van natief IGF-1, is niet het signaal maar de beschikbaarheid. In een systeem met IGF-bindende eiwitten — serumhoudend medium, geconditioneerd medium van IGFBP-secernerende cellen of intact weefsel — wordt het meeste toegevoegde natieve IGF-1 weggevangen en vastgehouden. Dezelfde molaire hoeveelheid IGF-1 DES blijft grotendeels vrij. Gerapporteerde verschillen in schijnbare potentie van enkele malen tot ongeveer tienvoudig in dergelijke systemen volgen het IGFBP-gehalte van het model en niet een intrinsieke eigenschap van het molecuul: in een assay zonder bindende eiwitten gedragen DES en natief IGF-1 zich vergelijkbaar.

Een tweede, subtieler punt betreft weefsel met actieve IGFBP-proteolyse. Waar proteasen IGF-1 lokaal uit zijn bindende eiwitten vrijmaken, wordt het voordeel van een analoog dat bindende eiwitten ontwijkt kleiner. Dit is een van de redenen waarom onderzoekers bewust kiezen tussen DES en het op substitutie gebaseerde analoog in plaats van ze als gelijkwaardig te behandelen.

Wat het onderzoek heeft bestudeerd

Potentie in celkweek en IGFBP-afhankelijkheid

Het best gekarakteriseerde onderzoek vergelijkt DES met natief IGF-1 in celsystemen die verschillen in gehalte aan bindende eiwitten. Kweken van fibroblasten, myoblasten en osteoblasten zijn gebruikt om aan te tonen dat het potentieverschil groter wordt naarmate de IGFBP-concentraties stijgen — de waarneming waarmee het mechanisme werd vastgesteld. Het gaat om in-vitrostudies met gedefinieerde uitleesparameters zoals thymidine-incorporatie en receptorfosforylering.

Skeletspier- en satellietcelmodellen

Werk met C2C12 en primaire myoblasten heeft IGF-1 DES gebruikt om proliferatie- en differentiatiesignalering te onderzoeken in situaties waarin uitgescheiden IGFBP-5 en IGFBP-6 de interpretatie anders zouden verstoren. De bevindingen liggen op celniveau en vormen geen bewijs over uitkomsten in het hele organisme.

Neurale rollen en rollen afgeleid van biest

Omdat het molecuul van nature in hersenweefsel voorkomt, hebben verschillende studies bij knaagdieren DES(1-3) IGF-1 onderzocht in modellen voor neuronale overleving en letsel, vaak samen met het vrijgekomen GPE-tripeptide. Deze literatuur is preklinisch en verkennend.

Vergelijkend onderzoek naar analogen

IGF-1 DES wordt routinematig vergeleken met IGF-1 LR3, dat hetzelfde doel ten aanzien van bindende eiwitten bereikt door arginine op positie 3 te substitueren en een N-terminale verlenging toe te voegen. De twee verschillen in grootte, iso-elektrisch punt, gerapporteerde klaring en gedrag in proteolytisch actief weefsel; de praktische selectiecriteria worden uiteengezet in onze vergelijking IGF-1 LR3 versus IGF-1 DES, met achtergrond over de ontwerpgedachte in waarom deze modificaties bestaan.

Vormen en formaten die wij leveren

De flacon van 0,1 mg dekt kweekwerk op plaatschaal, waarbij de werkconcentraties in het bereik van nanogrammen per milliliter liggen; de flacon van 1 mg is de praktische eenheid voor een langere reeks die op één lot moet draaien. Controles van leveranciers worden behandeld in onze koopgids voor IGF-1 DES.

Reconstitutie en opslag in laboratoriumcontext

IGF-1 DES wordt gehanteerd als recombinant eiwit, niet als klein synthetisch peptide. De oplosbaarheid bij neutrale pH is beperkt, dus het wordt normaal gereconstitueerd in een verdund zuur — 10 mM zoutzuur of 0,1% azijnzuur zijn de gangbare conventies in de gepubliceerde productliteratuur — en daarna verdund in de assaybuffer of het medium. Neutrale buffer rechtstreeks aan de koek toevoegen brengt het risico van gedeeltelijk oplossen en aggregatie met zich mee, wat zich uit als inconsistente activiteit in plaats van als zichtbare troebelheid.

De concentratieberekening is eenvoudig: een flacon van 1 mg aangevuld tot 1 mL geeft 1 mg/mL, oftewel 1.000 mcg/mL, en 0,1 mL van die stock bevat 100 mcg. Werkoplossingen liggen doorgaans meerdere verdunningsstappen lager, waarbij adsorptie aan de wanden van buisjes het belangrijkste verliesmechanisme wordt — de standaard tegenmaatregel is een dragereiwit zoals 0,1% runderserumalbumine. De algemene procedure staat in onze reconstitutiegids.

Verzegelde gevriesdroogde flacons worden bewaard bij −20 °C of lager, beschermd tegen licht en vocht. Gereconstitueerde stock wordt direct in aliquots verdeeld en ingevroren, omdat herhaald invriezen en ontdooien de belangrijkste praktische bedreiging vormt voor een eiwit van 7 kDa met disulfidebruggen. De bredere hanteringspraktijk staat in hoe bewaart u peptiden.

Zuiverheid, COA en hoe u dit leest

Voor een recombinant product moet het certificaat meer doen dan een zuiverheidspercentage noemen. Het massaspectrometrieresultaat is hier de belangrijkste identiteitscontrole: een waargenomen massa rond 7.371 g/mol bevestigt het verkorte analoog, terwijl een waarde rond 7.649 g/mol op IGF-1 over de volle lengte zou wijzen en een waarde boven 9.000 g/mol op het LR3-analoog. Omdat de drie producten er op een etiket vergelijkbaar uitzien en op een spectrum sterk verschillen, loont het deze regel zorgvuldig te lezen. Een SDS-PAGE-baan voegt informatie toe die een reversed-phasespoor kan verbergen, met name dimeren en afgeknipte species, en het endotoxinegehalte is relevant wanneer het materiaal in celkweek wordt gebruikt. Onze gids voor het lezen van een peptide-analysecertificaat loopt elk onderdeel door.

Regelgevende status

IGF-1 DES (1-3) heeft nergens een handelsvergunning als geneesmiddel. Recombinant humaan IGF-1 (mecasermine) is een goedgekeurd receptplichtig product voor een zeldzame groeistoornis, maar dat is het molecuul van 70 residuen over de volle lengte en een andere stof dan het hier geleverde verkorte analoog. Materiaal op deze site is bestemd voor gekwalificeerd laboratoriumpersoneel en is geen supplement of geneesmiddel. IGF-1 en de analogen ervan zijn in de sport verboden onder antidopingregels.

Verwante moleculen en verder lezen

De meest nabije vergelijkingsmiddelen zijn IGF-1 LR3, het analoog met substitutie en verlenging, en MGF, het E-domeinpeptide van de IGF-1 Ec-splicevariant — een geheel ander molecuul dat niet op IGF-1R werkt en een andere experimentele vraag beantwoordt.