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CellMetab:丙酮酸激酶可代谢反馈式调控细胞呼吸中的氧化还原能力

发布时间:2021-09-08 人气:

本文摘要:01文章背景概述BACKGROUNDINTRODUCTION糖酵解和水解磷酸化是细胞能量的主要来源。丙酮酸是糖酵解的最后产物,其通过柠檬酸循环及排便链新陈代谢或烘烤成乳酸或乙醇。 真核细胞可倚赖糖酵解在没水解磷酸化的情况下生长。在二十世纪上半叶,奥托·瓦尔堡(OttoWarburg)等人仔细观察到细胞在肿瘤发生过程中会从水解新陈代谢改变为烘烤新陈代谢。尽管不存在氧气,但大多数癌的组织排便效率较低且减少了葡萄糖消耗和乳酸黏液。

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01文章背景概述BACKGROUNDINTRODUCTION糖酵解和水解磷酸化是细胞能量的主要来源。丙酮酸是糖酵解的最后产物,其通过柠檬酸循环及排便链新陈代谢或烘烤成乳酸或乙醇。

真核细胞可倚赖糖酵解在没水解磷酸化的情况下生长。在二十世纪上半叶,奥托·瓦尔堡(OttoWarburg)等人仔细观察到细胞在肿瘤发生过程中会从水解新陈代谢改变为烘烤新陈代谢。尽管不存在氧气,但大多数癌的组织排便效率较低且减少了葡萄糖消耗和乳酸黏液。最近,人们早已确切地认识到,这种新陈代谢改变并不是癌细胞所特有的,而是较慢细胞分裂细胞的一种少见新陈代谢特征。

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从有所不同丙酮酸激酶(PYK)活性的工程酵母菌株中找到,酵母催化剂磷酸烯醇丙酮酸(PEP)转化成为丙酮酸的糖酵解酶丙酮酸激酶(PYK)不会牵涉到Warburg效应的调节。2011年,德国马克斯·普朗克分子遗传学研究所的GrüningNM等人在《CellMetabolism》(IF=20.565,生物1区)公开发表了为题“PyruvateKinaseTriggersametabolicfeedbackloopthatcontrolsredoxmetabolisminrespiringcells”的文章。

文章找到排便与PYK酶活性呈圆形负相关,然而当排便被转录时却未检测到ROS水平的变化、而细胞对氧化剂的抗性则展现出为强化。更进一步分析表明:新陈代谢对系统电路制止了排便转录后ROS的减少。较低PYK酶活性引发PEP及其底物的累积,PEP反过来诱导TPI,即上游糖酵解酶对TPI的诱导减少了磷酸戊糖途径(PPP)的代谢物含量,这是与糖酵解密切相关的分解代谢途径。

PPP是还原型NADPH的最重要来源,在缺少ppp途径的酵母菌株中会导致ROS的累积。因此PPP的新陈代谢对系统转录在水解新陈代谢过程中可以增加水解威逼。

这两个过程都由完全相同的酶PYK协商调节,即PYK是调节基础代谢过程的最重要枢纽。02所用到的主要方法METHODS1.液相色谱/多反应监测(HILIC-MRM)方法2.新陈代谢产物的MS/MS定量3.WesternBlot、PT-PCR4.dihy-droethidium(DHE)染色5.DCFDA荧光法03文章主要内容摘要ABSTRACT瓦尔堡效应是细胞分裂细胞中有氧新陈代谢到厌氧新陈代谢的改变现象,反败为胜这一效应将可以诱导癌细胞的细胞分裂。通过对瓦尔堡效应调节因子丙酮酸激酶(PYK)的研究,作者找到:当排便转录时,中心新陈代谢不会自动适应环境到实时水解还原成新陈代谢。

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较低的PYK活性不会转录酵母菌排便。然而,活性氧(ROS)水平并无减少,细胞则取得了对氧化剂的抵抗能力。这种适应环境是由于PYK底物磷酸烯醇丙酮酸(PEP)的累积所致。PEP是糖酵解酶三磷酸异构酶(TPI)的对系统抑制剂。

TPI不会性刺激磷酸戊糖通路,减少抗氧化新陈代谢,制止ROS。因此,由PYK启动的新陈代谢对系统电路,可通过其底物细胞内起到于TPI,性刺激排便细胞中水解还原成新陈代谢。

这种源于单一催化剂步骤的中心碳新陈代谢自律重构,可以避免在烘烤和呼吸之间改变时产生氧化应激。


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