Quantifying reductive carboxylation flux of glutamine to lipid in a brown adipocyte cell line

doi:10.1074/jbc.M706494200

.2008年7月25日；283(30):20621-7.

doi:10.1074/jbc。M706494200。 Epub 2008年3月25日。

棕色脂肪细胞谷氨酰胺对脂质还原羧基化通量的定量研究

Hyuntae Yoo（贤泰佑）¹, Maciek R Antoniewicz公司, 斯特凡诺普洛斯, 乔安妮·K·凯莱赫

附属公司

PMID： 18364355
PMCID公司： PMC2475696型
内政部： 10.1074/jbc。M706494200型

棕色脂肪细胞谷氨酰胺对脂质还原羧基化通量的定量研究

Hyuntae Yoo（贤泰佑）等。生物化学杂志. 2008.

.2008年7月25日；283(30):20621-7.

doi:10.1074/jbc。M706494200。 Epub 2008年3月25日。

作者

Hyuntae Yoo（贤泰佑）¹, Maciek R Antoniewicz公司, 斯特凡诺普洛斯, 乔安妮·K·凯莱赫

附属

¹美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院化学系和化学工程系、生物信息学和代谢工程实验室，邮编02139。

PMID： 18364355
PMCID公司： PMC2475696型
内政部： 10.1074/jbc。M706494200型

摘要

我们之前报道过谷氨酰胺是棕色脂肪细胞系从头合成脂肪酸的主要碳源。谷氨酰胺进入柠檬酸循环后，从谷氨酰胺合成脂肪酸的途径可能遵循两条不同的途径之一。谷氨酰胺分解途径遵循柠檬酸循环，而还原羧化途径与柠檬酸循环相反，从α-酮戊二酸到柠檬酸。为了量化这些途径中的流量，我们将棕色脂肪细胞培养在[U-（13）C]谷氨酰胺或[5-（13）C]谷氨酰胺中，并使用适合同位素分布的模型分析关键代谢物的质量同位素分布。我们还研究了NADP依赖性异柠檬酸脱氢酶和线粒体柠檬酸盐输出的抑制剂。结果表明，进入柠檬酸循环的三分之一的谷氨酰胺通过还原羧基化作用进入柠檬酸，而剩余的谷氨酰胺则通过琥珀酸氧化。还原羧基化通量占谷氨酰胺向脂肪转化通量的90%。抑制剂研究与线粒体异柠檬酸脱氢酶的还原羧基化通量相一致。如果涉及线粒体膜NAD/NADP转氢酶的化合物之间存在快速循环，则柠檬酸和α-酮戊二酸总细胞接近同位素平衡。综上所述，这些研究证明了谷氨酰胺作为脂肪生成前体的新作用，并提出了一种替代谷氨酰胺分解途径的方法，谷氨酰胺通过还原羧基化反应生成脂肪生成乙酰辅酶a。这些发现是通过一种新的全球通量估算建模工具和软件实现（Metran）实现的。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
**WT棕色棕榈酸酯的质量同位素分布脂肪细胞在4m培养基中培养米[5-¹³C] 谷氨酰胺从第2天到第6天（平均值±S.E。；n个= 3).**[5的贡献-¹³C] 谷氨酰胺转棕榈酸酯合成(D类棕榈酸的新合成(克值）由ISA确定。

**图2。**
**草酸铝对棕榈酸合成的影响[美]-₁₃C] 谷氨酰胺。**所示为第4天，在培养基中培养6小时，从WT棕色脂肪细胞中提取棕榈酸酯含4m米[美]-¹³C] 谷氨酰胺和0、5或10米米草酸盐(*误差线*，平均值±S.E。；n个= 3).

**图3。**
**草酸盐浓度增加的影响(A类)和2-甲基异柠檬酸酯(B类)上的D类（Gln）和克（6小时）数值从[U合成棕榈酸酯-¹³C] 谷氨酰胺和来自[美]-¹³C] 葡萄糖(C类).** 星号（*）表示与无抑制剂的对照条件相比，差异显著(第页< 0.005).误差线，平均值±S.E。

**图4。**
**草酸盐浓度增加对标记模式的影响CAC的关键中间体。**谷氨酸的质量同位素分布(A类)和柠檬酸盐(B类)来自第4天WT棕色脂肪细胞在含有4m的培养基中培养6小时米[美]-¹³C] 谷氨酰胺和0、5或10米米草酸盐。数据对天然同位素富集进行了校正。*误差线*，平均值±S.E。

**图5。**
**来自[U的通量-¹³C] 葡萄糖是糖酵解的关键中间体和CAC。**丙酮酸和乳酸的质量同位素分布(A类)苹果酸和天冬氨酸(B类)来自WT棕色脂肪细胞第4天，在含有25m的培养基中孵育6小时米[美]-¹³C] 葡萄糖和4m米未标记的谷氨酰胺。数据为针对天然同位素富集进行校正。*误差线*，平均值±S.E.公司。

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