Fatty acid labeling from glutamine in hypoxia can be explained by isotope exchange without net reductive isocitrate dehydrogenase (IDH) flux

doi:10.1074/jbc.M113.502740

.2013年10月25日；288(43):31363-9.

doi:10.1074/jbc。M113.502740。 Epub 2013年9月12日。

低氧条件下谷氨酰胺的脂肪酸标记可以用同位素交换来解释，无需净还原异柠檬酸脱氢酶（IDH）通量

京凡¹, Jurre J Kamphorst先生, 约书亚·D·拉比诺维茨, 托梅·什洛米

附属公司

PMID： 24030823
预防性维修识别码：项目经理3829450
内政部： 10.1074/jbc。M113.502740型

低氧条件下谷氨酰胺的脂肪酸标记可以用同位素交换来解释，无需净还原异柠檬酸脱氢酶（IDH）通量

京凡等。生物化学杂志. 2013.

.2013年10月25日；288(43):31363-9.

doi:10.1074/jbc。M113.502740。 Epub 2013年9月12日。

作者

京凡¹, Jurre J Kamphorst先生, 约书亚·D·拉比诺维茨, 托梅·什洛米

附属

¹来自路易斯西格勒综合基因组研究所和。

PMID： 24030823
预防性维修识别码：项目经理3829450
内政部： 10.1074/jbc。M113.502740型

摘要

乙酰辅酶A是脂质生物合成的重要合成代谢前体。在哺乳动物新陈代谢的传统观点中，乙酰辅酶a主要由线粒体中葡萄糖衍生的丙酮酸氧化而来。最近的研究使用同位素示踪剂表明，在缺氧或线粒体有缺陷的癌细胞中，乙酰基辅酶a的主要部分是通过另一途径产生的，谷氨酰胺衍生的α-酮戊二酸的还原羧基化（通过异柠檬酸脱氢酶的反通量催化）。在这里，我们采用定量流量模型来表明，在缺氧和线粒体缺陷的细胞中，氧化IDH流量持续存在并可能超过还原流量。因此，尽管我们不能排除某些舱室中IDH净还原通量的影响，但IDH通量可能不是乙酰辅酶a生成的净贡献者。细胞通过输入而不是合成脂肪酸来减少对乙酰辅酶A的需求，而不是还原性地产生大量的净乙酰辅酶a。因此，低氧条件下谷氨酰胺的脂肪酸标记可以用标记物的扩散来解释，而不需要IDH净还原通量。

关键词：癌症；缺氧；同位素示踪剂；代谢；线粒体代谢。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
**网络图。** *办公自动化*，草酰乙酸；*AKG公司*，α-酮戊二酸。

**图2。**
**TCA循环中谷氨酰胺的摄入和乙酰辅酶A的需求。** 一，谷氨酰胺流入TCA循环是根据从培养基中摄取的谷氨酰胺总量减去谷氨酸和脯氨酸分泌量、蛋白质生物合成的谷氨酰胺需求以及谷氨酰胺和谷氨酸池的稀释得出的。*nmol/uL-细胞/h*，nmol/μl细胞/h。b条，143B-WT和143B-CYTB中棕榈酸盐的标记模式-¹³C] 葡萄糖和[U-¹³C] 谷氨酰胺。*误差线*指定平均值±S.D。*c（c）*，乙酰辅酶A对脂肪酸生物合成和蛋白质乙酰化的需求。

**图3。**
**从谷氨酰胺中广泛标记乙酰辅酶A，无需净还原IDH通量。** 一，[U的胞浆乙酰辅酶A m+2标记分数-¹³C] 谷氨酰胺(年轴）用于净IDH通量（用颜色表示）和单向还原IDH通量的各种组合(x个轴）（通量单位为nmol/μl电池/h(*nmol/uL-细胞/h*)). 氧化IDH净通量如所示蓝色，而还原IDH净通量如所示绿色. The实线红线表示当IDH净流量为氧化时，乙酰CoA m+2标记的上限。分析基于143B-CYTB的测量结果。b条，测定乙酰辅酶A m+2标记(蓝色)与可行上界(红色)假设氧化IDH净流量。*误差线*指定平均值±S.D。

**图4。**
**通过稳态代谢物标记模式结合氧化和还原性IDH通量。** 一测量了[U-13C]谷氨酰胺中α-酮戊二酸m+5、柠檬酸m+5.和苹果酸m+3的分数标记。*误差线*指定平均值±S.D。b条，IDH氧化通量的下限(蓝色)与IDH还原通量的上限(红色)根据方程式8和10计算。*误差线*指定平均值±S.D。*c（c）*，IDH净通量的下限（通过从IDH氧化通量的下限中减去IDH还原通量的上限计算），假设通过α-酮戊二酸盐进入TCA循环的谷氨酰胺通量可能较低(*v（v）*4). 净氧化IDH通量的下限标记为直线，而标准偏差标记为*虚线。nmol/uL-细胞/h*，nmol/μl细胞/h。

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