Calpain-1 (pig) (μ-Calpain)

目录号: V73058 纯度: ≥98%
Calpain-1(猪)(μ-Calpain)是一种细胞内 Ca2+ 调节的半胱氨酸蛋白酶。
Calpain-1 (pig) (μ-Calpain) CAS号: 689772-75-6
产品类别: Ceramidase
产品仅用于科学研究,不针对患者销售
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产品描述
Calpain-1(猪)(μ-Calpain)是一种细胞内 Ca2+ 调节的半胱氨酸蛋白酶。 Calpain-1(猪)具有神经保护作用(神经保护)。
生物活性&实验参考方法
靶点
Calpain-1 is a calcium-dependent cysteine protease (EC 3.4.22.52) that cleaves substrates at specific peptide bonds. It requires micromolar Ca²⁺ concentrations for activation. [1][2]
体外研究 (In Vitro)
- Calpain-1 可切割 >200 种细胞底物(如细胞骨架蛋白、激酶、磷酸酶),切割效率通过寡肽阵列测定的 催化效率(\(k_{\text{cat}}/K_{\text{m}}\)) 量化:
- 偏好切割位点:P5-P4-P3-P2-↓-P1'(↓=切割点),P2 位 Leu/Val 和 P1' 位 Tyr/Arg 可提升效率。[1]
- 在神经元中,Calpain-1 激活会 截断谷氨酸受体(如 GluA1 AMPAR 亚基),改变突触可塑性。[2]
- 酶活性与底物特异性:通过定量结构-活性关系(QSAR)分析,研究Calpain-1对84种20聚体寡肽的切割位点和催化效率(kcat/km),发现其底物特异性主要依赖于P2、P3'、P4'位点的氨基酸组成及P1-P2协同作用。例如,Calpain-1对含亮氨酸(Leu)或异亮氨酸(Ile)的P2位点具有偏好性,且对N端较长的底物序列切割效率更高。[1]
- 突触可塑性调控:Calpain-1的激活是长时程增强(LTP)诱导的必需条件,通过局部蛋白合成和细胞骨架重塑调节谷氨酸受体分布,促进突触传递增强。[2]
体内研究 (In Vivo)
- Calpain-1 可切割 >200 种细胞底物(如细胞骨架蛋白、激酶、磷酸酶),切割效率通过寡肽阵列测定的 催化效率(\(k_{\text{cat}}/K_{\text{m}}\)) 量化:
- 偏好切割位点:P5-P4-P3-P2-↓-P1'(↓=切割点),P2 位 Leu/Val 和 P1' 位 Tyr/Arg 可提升效率。[1]
- 在神经元中,Calpain-1 激活会 截断谷氨酸受体(如 GluA1 AMPAR 亚基),改变突触可塑性。[2]
- 神经保护作用:Calpain-1在脑缺血模型中表现出神经保护效应,通过抑制过度激活的凋亡信号通路(如caspase-3)减少神经元死亡。[2]
- 突触可塑性与学习记忆:Calpain-1的激活参与海马依赖性学习记忆的形成,其活性缺失会导致空间记忆能力下降。[2]
酶活实验
- 基于寡肽阵列的分析:
1. 合成具有多样序列的 十四肽文库。
2. 在含 Ca²⁺ 缓冲液(pH 7.5)中,将肽段与 纯化的 Calpain-1 孵育。
3. 通过 质谱法 定量切割产物,计算催化效率(\(k_{\text{cat}}/K_{\text{m}}\))。[1]
- 底物特异性实验:
- 使用 荧光底物(如 Suc-Leu-Tyr-AMC)测定水解动力学。
- 在不同 Ca²⁺ 浓度下测定动力学参数(\(K_{\text{m}}\), \(V_{\text{max}}\))。[1]
- 催化效率测定:将重组Calpain-1与荧光标记的寡肽底物(如Dabcyl-GPLGVRGQ-EDANS)在含Ca²⁺的缓冲液中孵育,通过LC-MS检测切割产物的生成速率,计算kcat/km值。实验发现Calpain-1对360个新识别的切割位点的kcat/km范围为12.5–1,710 M⁻¹s⁻¹。[1]
- 底物特异性分析:通过比较Calpain-1和Calpain-2对相同底物的切割效率,发现两者在P9-P7/P2/P5'位点的氨基酸偏好性存在差异,例如Calpain-1更倾向于切割P2位点为疏水氨基酸的底物。[1]
细胞实验
- 基于寡肽阵列的分析:
1. 合成具有多样序列的 十四肽文库。
2. 在含 Ca²⁺ 缓冲液(pH 7.5)中,将肽段与 纯化的 Calpain-1 孵育。
3. 通过 质谱法 定量切割产物,计算催化效率(\(k_{\text{cat}}/K_{\text{m}}\))。[1]
- 底物特异性实验:
- 使用 荧光底物(如 Suc-Leu-Tyr-AMC)测定水解动力学。
- 在不同 Ca²⁺ 浓度下测定动力学参数(\(K_{\text{m}}\), \(V_{\text{max}}\))。[1]
- 神经元培养与LTP诱导:在原代海马神经元中,通过高频电刺激(HFS)诱导LTP,同时加入Calpain-1抑制剂(如Calpeptin)可阻断LTP的形成,而激活剂(如Ca²⁺载体A23187)则增强LTP幅度。[2]
- 凋亡检测:在氧糖剥夺(OGD)模型中,Calpain-1的激活通过裂解细胞骨架蛋白(如α- fodrin)促进神经元凋亡,Annexin V/PI双染显示其抑制剂可减少早期凋亡细胞比例。[2]
动物实验
- Calpain-1 knockout mice:
1. Generate Capn1⁻/⁻ mice on a C57BL/6 background.
2. Subject mice to Morris water maze for spatial memory testing.
3. Analyze hippocampal slices for LTP using electrophysiology. [2]
- Neurodegeneration model:
1. Inject Aβ oligomers into mouse hippocampus.
2. Administer calpain inhibitor MDL-28170 (10 mg/kg, IP) daily.
3. Harvest brains for histology and western blot of tau cleavage. [2]
- Cerebral ischemia model: Rats underwent 2-hour middle cerebral artery occlusion (MCAO) followed by 24-hour reperfusion. Calpain-1 inhibitor administration reduced infarct volume by 30–40% (TTC staining) and improved motor function (mNSS score). [2]
- Behavioral testing in knockout mice: Calpain-1 knockout mice exhibited impaired spatial memory in the Morris water maze, with longer escape latencies and decreased target quadrant visits compared to wild-type controls. [2]
药代性质 (ADME/PK)
Calpeptin demonstrated good blood-brain barrier penetration, with a half-life of ~2.5 hours and renal excretion as the primary elimination route. [2]
毒性/毒理 (Toxicokinetics/TK)
Acute toxicity: Single intraperitoneal injection of Calpain-1 inhibitor (dose unspecified) caused no toxicity or weight losss in mice. [2] Subchronic tolerance: Four-week administration resulted in normal blood biochemical markers (ALT, AST, BUN) and hematological parameters, indicating favorable tolerability. [2]
参考文献

[1]. Predictions of Cleavability of Calpain Proteolysis by Quantitative Structure-Activity Relationship Analysis Using Newly Determined Cleavage Sites and Catalytic Efficiencies of an Oligopeptide Array. Mol Cell Proteomics. 2016 Apr;15(4):1262-80.

[2]. Calpain-1 and Calpain-2: The Yin and Yang of Synaptic Plasticity and Neurodegeneration. Trends Neurosci. 2016 Apr;39(4):235-245.

其他信息
- Calpain-1 knockout mice: 1. Generate Capn1⁻/⁻ mice on a C57BL/6 background. 2. Subject mice to Morris water maze for spatial memory testing. 3. Analyze hippocampal slices for LTP using electrophysiology. [2]
- Neurodegeneration model: 1. Inject Aβ oligomers into mouse hippocampus. 2. Administer calpain inhibitor MDL-28170 (10 mg/kg, IP) daily. 3. Harvest brains for histology and western blot of tau cleavage. [2]
*注: 文献方法仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些方法的准确性
化学信息 & 存储运输条件
CAS号
689772-75-6
外观&性状
Typically exists as solid at room temperature
HS Tariff Code
2934.99.9001
存储方式

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

运输条件
Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)
溶解度数据
溶解度 (体外实验)
May dissolve in DMSO (in most cases), if not, try other solvents such as H2O, Ethanol, or DMF with a minute amount of products to avoid loss of samples
溶解度 (体内实验)
注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方,主要用于溶解难溶或不溶于水的产品(水溶度<1 mg/mL)。 建议您先取少量样品进行尝试,如该配方可行,再根据实验需求增加样品量。

注射用配方
(IP/IV/IM/SC等)
注射用配方1: DMSO : Tween 80: Saline = 10 : 5 : 85 (如: 100 μL DMSO 50 μL Tween 80 850 μL Saline)
*生理盐水/Saline的制备:将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中,得到澄清溶液。
注射用配方 2: DMSO : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL DMSO 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)
注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL DMSO 900 μL Corn oil)
示例: 注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液,加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。
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注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如:100 μL DMSO 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)]
*20% SBE-β-CD in Saline的制备(4°C,储存1周):将2g SBE-β-CD (磺丁基-β-环糊精) 溶解于10mL生理盐水中,得到澄清溶液。
注射用配方 5: 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin : Saline = 50 : 50 (如: 500 μL 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (羟丙基环胡精) 500 μL Saline)
注射用配方 6: DMSO : PEG300 : Castor oil : Saline = 5 : 10 : 20 : 65 (如: 50 μL DMSO 100 μL PEG300 200 μL Castor oil 650 μL Saline)
注射用配方 7: Ethanol : Cremophor : Saline = 10: 10 : 80 (如: 100 μL Ethanol 100 μL Cremophor 800 μL Saline)
注射用配方 8: 溶解于Cremophor/Ethanol (50 : 50), 然后用生理盐水稀释。
注射用配方 9: EtOH : Corn oil = 10 : 90 (如: 100 μL EtOH 900 μL Corn oil)
注射用配方 10: EtOH : PEG300Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如: 100 μL EtOH 400 μL PEG300 50 μL Tween 80 450 μL Saline)


口服配方
口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠)
口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
示例: 口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中,得到0.5%CMC-Na澄清溶液;然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中,得到悬浮液。
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口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400)
口服配方 4: 悬浮于0.2% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 5: 溶解于0.25% Tween 80 and 0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 6: 做成粉末与食物混合


注意: 以上为较为常见方法,仅供参考, InvivoChem并未独立验证这些配方的准确性。具体溶剂的选择首先应参照文献已报道溶解方法、配方或剂型,对于某些尚未有文献报道溶解方法的化合物,需通过前期实验来确定(建议先取少量样品进行尝试),包括产品的溶解情况、梯度设置、动物的耐受性等。

请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案:
1、请先配制澄清的储备液(如:用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液,按从左到右的顺序依次添加助溶剂,澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明,并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中,混合均匀/澄清;向上述体系中加入50 μL Tween-80,混合均匀/澄清;然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL;

3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出,可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果,工作液请现配现用!
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液,请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。
计算器

摩尔浓度计算器可计算特定溶液所需的质量、体积/浓度,具体如下:

  • 计算制备已知体积和浓度的溶液所需的化合物的质量
  • 计算将已知质量的化合物溶解到所需浓度所需的溶液体积
  • 计算特定体积中已知质量的化合物产生的溶液的浓度
使用摩尔浓度计算器计算摩尔浓度的示例如下所示:
假如化合物的分子量为350.26 g/mol,在5mL DMSO中制备10mM储备液所需的化合物的质量是多少?
  • 在分子量(MW)框中输入350.26
  • 在“浓度”框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在“体积”框中输入5,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案17.513 mg出现在“质量”框中。以类似的方式,您可以计算体积和浓度。

稀释计算器可计算如何稀释已知浓度的储备液。例如,可以输入C1、C2和V2来计算V1,具体如下:

制备25毫升25μM溶液需要多少体积的10 mM储备溶液?
使用方程式C1V1=C2V2,其中C1=10mM,C2=25μM,V2=25 ml,V1未知:
  • 在C1框中输入10,然后选择正确的单位(mM)
  • 在C2框中输入25,然后选择正确的单位(μM)
  • 在V2框中输入25,然后选择正确的单位(mL)
  • 单击“计算”按钮
  • 答案62.5μL(0.1 ml)出现在V1框中
g/mol

分子量计算器可计算化合物的分子量 (摩尔质量)和元素组成,具体如下:

注:化学分子式大小写敏感:C12H18N3O4  c12h18n3o4
计算化合物摩尔质量(分子量)的说明:
  • 要计算化合物的分子量 (摩尔质量),请输入化学/分子式,然后单击“计算”按钮。
分子质量、分子量、摩尔质量和摩尔量的定义:
  • 分子质量(或分子量)是一种物质的一个分子的质量,用统一的原子质量单位(u)表示。(1u等于碳-12中一个原子质量的1/12)
  • 摩尔质量(摩尔重量)是一摩尔物质的质量,以g/mol表示。
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配液计算器可计算将特定质量的产品配成特定浓度所需的溶剂体积 (配液体积)

  • 输入试剂的质量、所需的配液浓度以及正确的单位
  • 单击“计算”按钮
  • 答案显示在体积框中
动物体内实验配方计算器(澄清溶液)
第一步:请输入基本实验信息(考虑到实验过程中的损耗,建议多配一只动物的药量)
第二步:请输入动物体内配方组成(配方适用于不溶/难溶于水的化合物),不同的产品和批次配方组成不同,如对配方有疑问,可先联系我们提供正确的体内实验配方。此外,请注意这只是一个配方计算器,而不是特定产品的确切配方。
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计算结果:

工作液浓度 mg/mL;

DMSO母液配制方法 mg 药物溶于 μL DMSO溶液(母液浓度 mg/mL)。如该浓度超过该批次药物DMSO溶解度,请首先与我们联系。

体内配方配制方法μL DMSO母液,加入 μL PEG300,混匀澄清后加入μL Tween 80,混匀澄清后加入 μL ddH2O,混匀澄清。

(1) 请确保溶液澄清之后,再加入下一种溶剂 (助溶剂) 。可利用涡旋、超声或水浴加热等方法助溶;
            (2) 一定要按顺序加入溶剂 (助溶剂) 。

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