重组荞麦胰蛋白酶抑制剂通过下调己糖激酶Ⅱ抑制HepG2细胞生长

糖酵解过度活跃是肿瘤细胞能量代谢的显著特征。抑制过度糖酵解已经成为一种新的癌症疗法。重组荞麦胰蛋白酶抑制剂 (recombinant buckwheat trypsin inhibitor, rBTI)可以通过上调磷酸酶及张力蛋白同源基因 (PTEN) 进而抑制HepG2细胞增殖。有关rBTI对肿瘤细胞能量代谢的影响仍未见报道。本研究中的MTT和ATP检测分析表明,rBTI以剂量依赖性方式抑制细胞活力及胞内ATP含量。qRT-PCR和Western印迹分析表明,rBTI处理HepG2细胞后,己糖激酶Ⅱ转录显著下调,但是糖酵解过程中的其他酶及葡萄糖转运蛋白基因在转录水平未发生显著变化,同时己糖激酶Ⅱ蛋白水平的表达也显著下调。酶活性分析也表明,rBTI能显著降低己糖激酶的活性。进一步分析表明, rBTI使细胞内PTEN转录及表达水平明显上调,己糖激酶Ⅱ转录和p-AKT,p-mTOR、己糖激酶Ⅱ的表达下调。当PTEN抑制剂phen存在时,可阻断rBTI诱导的己糖激酶 Ⅱ表达下降,表明rBTI能通过上调PTEN进而影响己糖激酶Ⅱ的表达。免疫荧光及Western印迹分析显示,rBTI作用后减弱了己糖激酶 Ⅱ在线粒体的定位,导致己糖激酶Ⅱ与线粒体电压依赖性阴离子通道蛋白 (voltage-dependent anion channel, VDAC) 分离,促使己糖激酶Ⅱ从线粒体转位到细胞质,降低糖酵解的效率。上述结果证明,rBTI对肿瘤细胞能量代谢的调控作用主要通过抑制PI3K/AKT信号通路,下调己糖激酶Ⅱ的表达并影响空间定位,进而抑制肿瘤细胞糖酵解过程,导致癌细胞生长受到抑制。     

木薯己糖激酶MeHXK5的催化功能鉴定

己糖激酶是植物体内催化己糖磷酸化的关键酶,参与植物的生长发育过程。前期已克隆获得了主要在木薯花中表达的己糖激酶基因MeHXK5。该研究主要利用己糖激酶酵母突变菌株YSH7.4-3C进行酵母功能互补实验,验证MeHXK5催化己糖磷酸化的功能。结果表明:转pDR195-MeHXK5载体的YSH7.4-3C酵母可以在以葡萄糖或果糖为唯一碳源的培养基中生长,表明MeHXK5能催化己糖磷酸化为酵母的生长提供碳水化合物和能量。该研究结果为进一步研究MeHXK5参与木薯的开花过程的生理功能奠定了基础。     

植物己糖激酶的信号转导作用

己糖激酶在植物细胞的信号转导中起着重要的作用。近年来,有关植物己糖激酶的研究工作已经较多,受到足够的重视。现对植物己糖激酶的特性、亚细胞定位、编码基因分子特征、感受己糖与信号转导功能、依赖己糖激酶的糖信号转导途径及其调控作用进行介绍。     

己糖激酶与植物生长发育

介绍了植物己糖激酶亚细胞定位、酶特性、基因克隆和表达及其在糖信号转导中的作用的最新研究进展。     

肿瘤有氧糖酵解的研究进展CSCD

代谢重编程是肿瘤细胞重要的标志特征。本文通过介绍恶性肿瘤细胞己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)、葡萄糖转运蛋白(GLUT)等糖酵解过程中关键酶;PI3K/PKB、m TOR和AMPK等细胞信号转导途径;p53、c-myc和HIF-1等转录因子在肿瘤细胞有氧糖酵解中的研究进展,进而深入了解其在肿瘤诊断和治疗中具有的潜在价值。     

肿瘤有氧糖酵解的研究进展

代谢重编程是肿瘤细胞重要的标志特征。本文通过介绍恶性肿瘤细胞己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)、葡萄糖转运蛋白(GLUT)等糖酵解过程中关键酶;PI3K/PKB、m TOR和AMPK等细胞信号转导途径;p53、c-myc和HIF-1等转录因子在肿瘤细胞有氧糖酵解中的研究进展,进而深入了解其在肿瘤诊断和治疗中具有的潜在价值。     

乳糖代替IPTG诱导己糖激酶在大肠杆菌中的表达

构建了己糖激酶GLK高效表达的工程菌株BL21(DE3)/pET-glk,考察了乳糖代替IPTC诱导己糖激酶GLK在大肠杆菌BL21(DE3)中表达的可行性.实验结果表明,工程菌对数生长中期(OD<,600>约为1.0)添加终浓度为10 g/L的乳糖于25℃的条件下诱导6 h能获得最大量的目的蛋白和菌体量,目的蛋白表达...     

基于己糖激酶与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶共表达的辅酶NADPH高效再生

【目的】构建己糖激酶与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的大肠杆菌共表达体系,以葡萄糖为底物实现辅酶NADPH的高效再生。【方法】通过分子生物学方法,克隆己糖激酶HKgs、HKpp基因,并于Escherichia coli BL21(DE3)中表达,再将己糖激酶HKgs、HKpp分别与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶Gpd PP共表达,实现NADPH的原位再生。比较两个共表达工程菌的辅酶再生效果,并针对催化活力较高的工程菌BL21(HKgs+Gpd PP)进行表达条件优化。【结果】NADPH再生活力达到856 U/L。该辅酶再生体系与醇脱氢酶Adh R联合催化,使不对称还原4-氯乙酰乙酸乙酯的催化活力提高至原始值的2.5倍。【结论】通过己糖激酶与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶在大肠杆菌中的共表达,构建了一个新的NADPH高效再生体系,并用于醇脱氢酶催化的不对称还原反应。     

丙酮酸激酶前mRNA可变剪接的调控在肿瘤代谢中的作用和意义

丙酮酸激酶是糖酵解的关键酶之一,丙酮酸激酶m基因前mRNA(pre-mRNA)通过可变剪接产生M1和M2型两种丙酮酸激酶异构体,2种异构体的选择性表达决定肿瘤细胞的代谢表型,改变肿瘤细胞的增殖和生长。因此,调控丙酮酸激酶可变剪接,对于控制肿瘤细胞的生长代谢十分重要。研究发现,核不均一核糖核蛋白(hnRNP)A1/A2及多聚嘧啶结合蛋白(PTB,又称hnRNPⅠ)具有调控丙酮酸激酶前mRNA可变剪接的作用,并且致癌转录因子c-Myc与hnRNP A1/A2及PTB在肿瘤细胞中的过表达密切相关。我们结合相关研究进展,简要综述丙酮酸激酶可变剪接调控机制。     

顶头孢霉中己糖激酶编码基因Achka的功能研究

己糖激酶在真菌中广泛存在,参与葡萄糖磷酸化等生理过程。本文从头孢菌素产生菌顶头孢霉中克隆并鉴定了一个己糖激酶编码基因,命名为Achka。通过RT‐PCR证明Achka含有4个内含子,其推测的编码蛋白含有484个氨基酸,分子量为53.7k Da。在顶头孢霉中敲除Achka后发现,突变株在以果糖、蔗糖或甘露糖为唯一碳源的培养基上生长受到严重限制。我们在大肠杆菌中异源表达了Achka,并对表达的重组蛋白AcHKA进行了分离纯化。酶学动力学分析表明,AcHKA对果糖的最大反应速率要大于葡萄糖,但是却对葡萄糖有更高的亲和力。上述结果进一步证明AcHKA为己糖激酶,在顶头孢霉体内主要负责果糖、蔗糖和甘露糖等的代谢。     

达乌尔黄鼠育肥过程和冬眠期白色脂肪组织糖代谢相关基因的差异表达

为研究贮脂类冬眠动物育肥过程和冬眠期糖代谢的机制,使用第二代转录组测序(RNA-Seq)技术,检测了达乌尔黄鼠起始育肥期、快速育肥期、育肥完成期和冬眠期4个阶段血糖含量和白色脂肪组织中与糖代谢途径相关基因的表达情况。结果显示,起始育肥期、快速育肥期、育肥完成期的血糖浓度无组间差异,但均高于冬眠期。与起始育肥期相比,快速育肥期的果糖-1,6-二磷酸酶基因表达下调了8.3倍,己糖激酶、醛缩酶和烯醇化酶等基因表达上调;育肥完成期与快速育肥期相比,果糖-1,6-二磷酸酶基因表达上调了9.6倍,醛缩酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和柠檬酸合酶等基因表达下调1.2-2倍;冬眠期己糖激酶、丙酮酸脱氢酶E1、醛缩酶、柠檬酸合酶和6-磷酸脱氢酶等基因的表达均明显下调。结果表明,己糖激酶等基因表达上调可能与达乌尔黄鼠快速育肥期的糖代谢增强直接相关;醛缩酶和柠檬酸合酶等基因表达下调可能是动物在育肥完成期发生糖代谢降低的原因;入眠后,己糖激酶、丙酮酸脱氢酶等基因的低表达可能是调控糖代谢降至极低的主要机制。达乌尔黄鼠在冬眠前的活跃期既已启动糖代谢通路在分子水平上的主动调控。     

缺氧应激对肝癌细胞代谢信号通路的调节作用

通过实验阐明在缺氧条件下糖酵解相关基因表达的变化规律及对肿瘤细胞和正常细胞增殖的影响,并探索活性氧(ROS)介导肝癌细胞代谢途径及对相关基因表达和酶活性的调节作用.以SMMC-7721人肝癌细胞和L02正常肝细胞作为研究对象,分别在单纯缺氧及加葡萄糖缺氧条件下,观察细胞生长,并检测糖代谢关键酶:丙酮酸激酶(pyruvate-kinase,PK)、己糖激酶(hexokinase,HK)、琥珀酸脱氢酶(succinic dehydrogenase,SDH)、异柠檬酸脱氢酶(isocitric dehydrogenase,IDH)mRNA表达水平和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性.还检测了pkb基因及缺氧诱导因子hif-1的表达.实验结果说明:a.肿瘤细胞较正常细胞具有更强的缺氧耐受性;b.缺氧条件下,糖酵解途径的增强是保证肿瘤细胞能快速增殖的机制之一;c.ROS通过HIF-1介导了糖代谢通路相关酶的基因表达,参与肝癌细胞缺氧信号通路调节,用抗氧化剂干预可以降低肿瘤细胞的缺氧耐受能力.     

TRAF4调控人结直肠癌细胞增殖的机制研究

目的:研究TRAF4影响结直肠癌细胞增殖的分子机制。方法:MTS和软琼脂集落形成实验检测基因沉默TRAF4后对结直肠癌细胞生长及相关信号通路的影响,检测TRAF4表达下调后结直肠癌细胞的糖酵解变化及己糖激酶II的表达和结直肠细胞对5-Fu的敏感性。结果:基因沉默TRAF4抑制结直肠癌细胞的停泊依赖和停泊非依赖增殖,抑制EGF诱导的Akt活化,下调结直肠癌细胞糖酵解,抑制己糖激酶II的表达,增加结直肠癌细胞对5-Fu的敏感性。结论:TRAF4通过调控糖代谢影响结直肠癌细胞增殖。     

外源糖对水稻Ugp1基因表达调控研究

植物尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）是蔗糖合成与降解途径的关键酶。本研究采用水稻叶片离体培养方法,结合Northern杂交技术,研究了外源糖对水稻Ugp1基因表达的影响。研究结果表明,蔗糖、葡萄糖、果糖、光照均能上调水稻Ugp1基因的表达,同时这种上调表达依赖于己糖激酶;果糖能上调水稻成熟叶片中Ugp1基因的表达,但并不影响苗期叶片中Ugp1基因的表达,具组织特异性;葡萄糖和果糖协同作用对Ugp1基因的诱导表达强于蔗糖,这种诱导除依赖于己糖激酶外,还存在其它未知的调控途径。水稻中存在UGPase的多种异构体,蔗糖及光照可诱导水稻Ugp1基因的上调表达,但对水稻UGPase的多种异构体形式并无影响。研究结果将有助于深入了解水稻Ugp1基因与糖信号途径互作调控网络。     

大黄素抑制胃癌细胞糖酵解并促进凋亡

目的:探讨大黄素对人胃癌BGC-823细胞凋亡及糖酵解的影响。方法:采用不同浓度大黄素(30μmol/L、90μmol/L、180μmol/L)、磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)抑制剂处理人胃癌BGC-823细胞,通过四甲基偶氮唑盐(MTT)检测细胞活力,采用试剂盒检测细胞葡萄糖消耗及乳酸水平,western blotting检测细胞己糖激酶Ⅱ、Bcl-2相关蛋白(Bcl-2 Associated X Protein,Bax)、PI3K、人低氧诱导因子1α(Human Hypoxia-inducible factor 1α,HIF-α)的表达。结果:大黄素能浓度依赖性的抑制BGC-823细胞增殖、葡萄糖消耗,降低乳酸水平;并降低己糖激酶Ⅱ的表达,促进凋亡蛋白Bax表达。PI3K抑制剂可抑制胃癌细胞糖酵解水平,而将大黄素与PI3K抑制剂联合使用后,与单一抑制剂组比,对细胞糖酵解抑制水平进一步加强,大黄素可下调PI3K下游蛋白及HIF-α的表达。结论:大黄素对人胃癌BGC-823细胞的增殖抑制作用其作用机制与调节PI3K途径及HIF-α,并抑制己糖激酶Ⅱ表达降低胃癌细胞糖酵解水平相关。     

基于有氧糖酵解的天然小分子抑制剂的研究进展CSCD

有氧糖酵解作为恶性肿瘤最显著的能量代谢特征之一,肿瘤细胞中大约有50%的ATP是通过有氧糖酵解途径合成的,同时糖酵解过程中产生的各种中间代谢产物也是合成蛋白质等生物大分子重要的原料来源。此外酵解途径导致的乳酸增加为肿瘤细胞提供了一个酸性成长环境,有利于其浸润和转移,因此其在维持肿瘤细胞能量需求、合成代谢平衡和肿瘤浸润和转移方面发挥着重要作用。研究表明有氧糖酵解的过程与葡萄糖转运蛋白、己糖激酶、丙酮酸激酶、磷酸果糖激酶等密切相关。目前靶向有氧糖酵解相关转运蛋白和关键限速酶已经成为抗肿瘤药物研发的有效途径,本文对目前天然产物中靶向有氧糖酵解相关蛋白的小分子抑制剂研究最新进展及作用机理进行总结,以期为相关领域药物研究人员提供新的思路和参考。     

转化酶和己糖激酶调控草莓聚合果内糖积累

以设施栽培的草莓品种‘枥乙女’为试材,用高效液相色谱法分析了果实发育进程中草莓聚合果内不同部位糖含量及相关酶活性的变化。果实成熟过程中草莓聚合果果顶部分含糖量高,中间部位次之,果柄端最低。转化酶活性呈现与糖含量相似的梯度变化。己糖激酶和果糖激酶则表现出与糖梯度相反的变化。上述结果表明,聚合果顶端转化酶活性高,有利于形成蔗糖梯度,从而促进光合产物向果顶端转移;聚合果近果柄端的己糖代谢酶活性高,促进果柄端的己糖消耗,导致果柄端相对低的糖含量。     

过表达CDX1蛋白对直肠癌细胞增殖及能量代谢的影响及机制研究

目的:探讨过表达尾侧同源盒转录因子1(CDX1)蛋白对直肠癌细胞增殖及能量代谢的影响。方法:以直肠癌细胞SW117为研究对象,细胞转染pIRES(空载体组)、pIRES-CDX1(过表达组),同时设置对照组(只加入转染试剂)。培养48 h后,Western blot检测细胞中CDX1、活化的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(Cleaved Caspase-3)、蛋白激酶B(Akt)、磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)表达水平,噻唑蓝(MTT)检测细胞增殖,流式细胞术检测细胞凋亡,试剂盒检测细胞中三磷酸腺苷(ATP)含量、丙酮酸激酶活性、己糖激酶活性及培养液上清中乳酸含量。结果:空载体组细胞中CDX1、Cleaved Caspase-3、Akt、p-Akt表达水平及细胞存活率、凋亡率、ATP含量、丙酮酸激酶活性、己糖激酶活性及培养液上清中乳酸含量与对照组相比均没有明显差异。过表达组细胞存活率、p-Akt水平、ATP含量、丙酮酸激酶活性、己糖激酶活性及培养液上清中乳酸含量与对组相比均明显下降,凋亡率及细胞中Cleaved Caspase-3表达水平均明显高于对照组。结论:过表达CDX1蛋白能够促进直肠癌细胞凋亡,抑制直肠癌细胞增殖,影响直肠癌细胞能量代谢,作用机制可能与p-Akt水平有关。     

内源性蛋白酶对人脑己糖激酶N-末端序列水解作用的研究

在人脑己糖激酶Ｎ－末端设计和构建两个突变体,Ｔｙｒ－１０→Ｌｅｕ和Ｐｈｅ－１１→Ｌｅｕ,在大肠杆菌中表达,并且分离纯化,通过对这两个突变体Ｎ－末端起始氨基酸的分析结果显示,它们均失去Ｎ－末端序列,酶切位点类似于糜蛋白酶,     

花色形成与花生长的调控

结合笔者的研究结果,对光、糖和GAs在花生长及花色形成中的作用和可能的调节机制进行了综述。光通过光受体介导的高辐照度反应(HIR)和光合作用调控花生长及花色素苷合成;糖作为碳源和渗透调节因子,影响花瓣细胞的生长及花色素苷积累,依赖己糖激酶的信号途径可能在糖的调控中起作用;GAs通过调节特异基因的转录间接地诱导花色素苷合成途径中结构基因的表达。