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谷氨酸代谢

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谷氨酸代谢

通路描述:

谷氨酰胺是一种重要的代谢燃料,有助于快速增殖的细胞满足对 ATP、生物合成前体和还原剂的日益增长的需求。谷氨酰胺通过氨基酸转运蛋白 ASCT2/SLC1A5 进入细胞,并在线粒体中通过被谷氨酰胺酶 (GLS) 催化的脱氨反应转化为谷氨酸。谷氨酸被谷氨酸脱氢酶 (GDH) 或丙氨酸或天冬氨酸转氨酶 (TAs) 转化为 TCA 循环中间物 α-酮戊二酸 (α-KG)。此反应中,TAs 还会生成相应氨基酸。α-KG 是一种关键的代谢物,可在 ATP 产生以及补充 TCA 循环中间物的过程(一种称为回补的过程)中发挥作用。在缺氧或线粒体功能障碍期间,α-KG 在 IDH2 催化的还原性羧化反应中被转换为柠檬酸。新生成的柠檬酸退出线粒体,它在其中合成脂肪酸和氨基酸,并产生还原剂 NADPH(衰竭)。在胞质中,谷氨酰胺贡献其 γ(酰胺)氮来合成核甘酸和己醣胺,从而在这个过程中产生谷氨酸。胞质谷氨酸对维持氧化还原反应平衡,并通过产生谷胱甘肽 (GSH) 来避免细胞出现氧化应激非常关键。许多癌细胞对谷氨酰胺会有致癌基因依赖性成瘾,并且谷氨酰胺本身能够促进增殖信号转导。例如,通过 SLC1A5 的谷氨酰胺流入分子会同通过 SLC7A5/LAT1 转运蛋白的外流分子密切相关, SLC7A5/LAT1 转运蛋白还能使亮氨酸进入细胞,并诱导 mTORC1 介导的细胞生长。此外,信号转导分子 Akt、Ras 和 AMPK 会激活糖酵解酶,并诱导乳酸产生(Warburg 效应),使得癌细胞需要借助谷氨酰胺代谢,以满足能量需求的增加。原癌基因 c-Myc 会通过 GLS 和 SLC1A5 基因的转录激活使谷氨酰胺分解上调。谷氨酰胺介导的蛋白糖基化(包括生长因子受体)会靶向蛋白至细胞表面,从而诱导其激活。

主要文献:

创建于 2018 年 1 月
乙酰化酶
乙酰化酶
代谢酶
代谢酶
接头蛋白
接头蛋白
甲基转移酶或 G 蛋白
甲基转移酶或 G 蛋白
接头蛋白
凋亡/自噬调节分子
磷酸酶
磷酸酶
细胞周期调节分子
细胞周期调节分子
蛋白复合体
蛋白复合体
脱乙酰酶或细胞骨架蛋白
脱乙酰酶或细胞骨架蛋白
泛素/SUMO 连接酶或去泛素化酶
泛素/SUMO 连接酶或去泛素化酶
生长因子/细胞因子/发育蛋白
生长因子/细胞因子/发育蛋白
转录因子或翻译因子
转录因子或翻译因子
GTP 酶/GAP/GEF
GTP 酶/GAP/GEF
受体
受体
激酶
激酶
其他
其他
 
直接过程
直接过程
暂定过程
暂定过程
易位过程
易位过程
刺激性修饰
刺激性修饰
抑制性修饰
抑制性修饰
转录修饰
转录修饰
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