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。     

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。     

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。     

缺氧诱导因子HIF-1在肿瘤Warburg效应中作用机制的研究进展

正常状态下人体细胞的能量主要来源于有氧磷酸化,而在肿瘤细胞,其能量主要来源于糖酵解,即使在含有充足氧气的环境中肿瘤细胞依然进行糖酵解,这种现象被称为Warburg效应.在肿瘤细胞中,缺氧诱导因子HIF-1水平的升高与糖酵解活动的增强密切相关,HIF-1上调一系列与糖酵解能量代谢、血管新生、肿瘤细胞存活和红细胞生成相关的基因,从而促进了肿瘤细胞Warburg效应的发生.在肿瘤细胞代谢重编程过程中,丙酮酸激酶M2(PKM2)与HIF-1之间构成一个正反馈过程,而缺氧诱导因子抑制因子1 (FIH-1)能通过抑制HIF-1对重要基因转录因子CPB/p300的招募,来抑制HIF-1的活性.     

PKM2在肿瘤形成中的作用及其活性调节

肿瘤细胞利用有氧糖酵解将葡萄糖转变为细胞代谢及增殖所需的物质,如核苷酸、氨基酸和脂质等,并产生ATP。丙酮酸激酶是糖酵解途径中的限速酶,催化磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸。其四种同工酶之一PKM2(pyruvate kinase M2),由四个亚基组成,有单体、二聚体及四聚体等多种存在形式。其中,PKM2四聚体活性最强,能促进葡萄糖通过氧化磷酸化彻底氧化分解生成ATP,而其二聚体则促进Warburg效应,即葡萄糖的有氧酵解。两者之间的平衡在肿瘤形成中起到了很重要的作用,同时也受到一系列因子的调控。该文就PKM2在肿瘤代谢中的作用及其活性调节作一介绍。     

两性绵霉线粒体中存在丙酮酸激酶?另一种丙酮酸激酶基因(pyk2)的克隆及序列分析

在藻状菌纲两性绵霉 (Achlyabisexualis)的cDNA文库中筛选并克隆了另外一种类型的丙酮酸激酶基因pyk2 ,完成了这种基因的全序列测定 .将这种这种基因编码的丙酮酸激酶PYK2与前文报道的两性绵霉丙酮酸激酶PYK1氨基酸序列进行比较 ,显示二者有 4 0 8%同源性 .用PSORTII计算机程序分析表明 ,与存在于细胞质中的PYK1不同 ,PYK2的N端带有线粒体的导肽序列 ,因而可能位于线粒体中 .结合有关光合生物硅藻一些糖酵解酶位于线粒体的报道 ,认为不论是光合还是非光合的原生生物的线粒体中都可能存在有糖酵解酶 .     

柠檬酸钠对枯草杆菌生长代谢及肌苷积累的影响

研究柠檬酸钠对枯草杆菌生长代谢及产苷的影响 ,在基础料中添加浓度为 0 2g L的柠檬酸钠 ,肌苷产量提高 18% ,肌苷对葡萄糖得率增加 38%。通过分析糖代谢途径中关键酶的酶活 ,结果表明添加柠檬酸钠改变了一些关键酶的活力 ,可降低糖酵解途径中 6_磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的活力 ,从而减弱了糖酵解途径的通量。     

内皮细胞的M2型丙酮酸激酶有助于维持血管完整性

丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)是细胞内催化糖酵解的关键酶,其中M2型丙酮酸激酶(PKM2)在增殖能力强的细胞特别是癌细胞中高表达,因此成为临床上肿瘤治疗的一个新靶点。然而,全身应用PKM2抑制剂对于其他细胞如血管内皮细胞是否存在副作用尚不清楚。     

己糖激酶-Ⅱ与肿瘤的糖代谢

己糖激酶作为糖酵解途径的第一个关键酶,在肿瘤细胞中有高度表达,并使肿瘤细胞表现出高度的糖分解代谢表型。该介绍己糖激酶一Ⅱ基因的组成特点及其在肿瘤细胞中的表达特征等。     

Achlya bisexualis丙酮酸激酶基因的筛选、克隆及序列分析

从真菌藻状菌纲Achlya bisexualis 的cDNA文库中克隆了糖酵解途径的最后一种酶－丙酮酸激酶的基因,获得这个基因的完整阅读框架,并且对这个基因的全序列进行了测定。使用在线计算机PSORT II程序分析推导的氨基酸序列,发现此基因编码的丙酮酸激酶可能位于Achlya bisexualis的细胞质中,结果表明,在低等真核细胞的糖酵解途径的整个过程可能发生在细胞质中,与Liaud等人^[1]在硅藻细胞中的发现有所不同。     

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。     

M2型丙酮酸激酶与肿瘤自噬

M2型丙酮酸激酶(M2 isoform pyruvate kinase, PKM2)是糖酵解途径的关键酶。PKM2在多种肿瘤中高表达,且与肿瘤发生发展密切相关。自噬(autophagy)是一个溶酶体依赖的胞内降解过程。自噬通过对肿瘤细胞葡萄糖摄取、糖酵解途径进行调控,从而影响肿瘤的生物学行为。近年来的研究逐步揭示,PKM2与肿瘤自噬之间可相互调控,PKM2可影响肿瘤自噬的发生和结果,自噬可影响PKM2的活性和蛋白量,且二者的相互作用与病人总体生存率密切相关。这些发现将为针对PKM2及自噬的肿瘤临床治疗带来新的思路。     

M2型丙酮酸激酶的功能及调节

糖酵解可以为机体迅速提供能量,有氧糖酵解更是肿瘤代谢的主要方式。丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)是糖酵解途径的限速酶,存在4种类型,其中M2型PK(PKM2)分布最广泛,功能最重要。PKM2具有激酶催化活性,可以异位至线粒体影响细胞生存,进入细胞核后可以调控基因表达,可以作为肿瘤诊断的指标、治疗的靶点和预后的参考。对PKM2功能及其调节机制的了解,可以为疾病的诊断和治疗提供新思路。     

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.     

PTB蛋白:一种调控肿瘤代谢的RNA可变剪接调节因子

多聚嘧啶区结合蛋白(polypyrimidine tract binding protein,PTB或hnRNP I)是一种在细胞内部参与mRNA代谢过程的蛋白质。PTB蛋白可结合于核酸分子上富含嘧啶碱基的序列,对mRNA前体的剪接进行调控。如在部分肿瘤细胞中,PTB的表达量升高可对肿瘤代谢过程中关键的丙酮酸激酶M(pyruvate kinase M,PKM)基因的表达进行调控,通过抑制PKM基因的可变剪接的方式上调PKM2(pyruvate kinase M2,PKM2)的表达,进而强化肿瘤细胞的有氧糖酵解过程并促进肿瘤的发展。本文结合PTB蛋白的结构及其在PKM可变剪接过程中的调节机制,简要综述了PTB蛋白对肿瘤代谢的调控作用。     

Glut1介导的葡萄糖摄取是B细胞急性淋巴细胞白血病合成代谢和抵抗凋亡所必需

<正>在有氧的条件下,许多肿瘤细胞都会利用有氧糖酵解来提供能量和支持细胞生长。这一细胞代谢的转变导致糖酵解的上调和乳酸产生的增加。在有氧糖酵解中探索出限制性的步骤,并通过代谢性手段来抑制肿瘤细胞反应,已经成为代谢性治疗肿瘤的关键问题。在临床中发现,大约1/4患有B细胞急性淋巴细胞白血病的病人中,B细胞中会出现致癌激酶BCR-Abl,这种病人一般预     

光滑球拟酵母新霉素抗性株加速葡萄糖代谢

为进一步提高光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的生产强度,在能量代谢分析的基础上提出了降低ATP合成酶活性、但不影响NADH氧化的育种策略。通过亚硝基胍诱变,获得一株新霉素抗性突变株N07,该菌株F1ATPase活性降低65%、丙酮酸产量高于48gL且单位细胞消耗葡萄糖能力提高38%。添加双环己基碳二亚胺(DCCD)、叠氮钠(NaN3)、新霉素显著降低出发株F1ATPase活性但不影响突变株F1ATPase活性。突变菌株胞内ATP含量下降23.7%导致生长速率和最终菌体浓度(为出发菌株的76%)均低于出发菌株,但葡萄糖消耗速度和丙酮酸生产速度分别提高34%和42.9%,发酵周期缩短12h。进一步研究发现,突变株糖酵解途径中关键酶磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶和磷酸甘油醛激酶的活性提高了63.7%、28.8%和14.4%,电子传递链关键酶活性提高10%。结果表明降低真核微生物F1ATPase活性有效地提高了糖酵解关键酶活性而加速葡萄糖代谢。     

乳酸脱氢酶和Warburg效应的研究进展北大核心CSCD

糖代谢过程的关键限速酶乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)可提升糖酵解速率和促使局部形成酸性微环境。研究发现LDH与恶性肿瘤关系密切,LDH通过Warburg效应调节乳酸产生,而适当的酸性调控则对LDH形成负反馈调节回路。肿瘤细胞的LDH-A基因异常激活常伴随着LDH-B基因的异常失活,LDH-A的异常激活及丙酮酸脱氢酶的失活,可进一步促使丙酮酸转化为乳酸,后者不仅仅作为代谢产物,而且是肿瘤细胞的主要能量来源。     

乳酸脱氢酶和Warburg效应的研究进展

糖代谢过程的关键限速酶乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)可提升糖酵解速率和促使局部形成酸性微环境。研究发现LDH与恶性肿瘤关系密切,LDH通过Warburg效应调节乳酸产生,而适当的酸性调控则对LDH形成负反馈调节回路。肿瘤细胞的LDH-A基因异常激活常伴随着LDH-B基因的异常失活,LDH-A的异常激活及丙酮酸脱氢酶的失活,可进一步促使丙酮酸转化为乳酸,后者不仅仅作为代谢产物,而且是肿瘤细胞的主要能量来源。