定量的なフクロス分析は,葉酸に依存したNADPHの産生を明らかにしています
Jing Fan1, Jiangbin Ye2, Jurre J Kamphorst3
11] Department of Chemistry and Lewis Sigler Institute for Integrative Genomics, Princeton University, Princeton, New Jersey 08540, USA [2].
Nature
|May 9, 2014
まとめ
葉酸の代謝は,核酸の合成における役割と並行して,細胞にとって重要な還元力を生成します. この経路は,細胞内NADPHの重要な源であり,酸化還元バランスと細胞生存に不可欠である.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 細胞生物学 細胞生物学
- 代謝経路について
背景:
- アデノシン三リン酸 (ATP) は,細胞の働きのための主要なエネルギー通貨です.
- ニコチナミドアデニンジヌクレオチドリン酸塩 (NADPH) は,酸化還元防御と生物合成に不可欠です.
- ATPの生成経路は十分に研究されているが,NADPHの代謝についてはさらなる調査が必要である.
研究 の 目的:
- 様々な代謝経路からのNADPH生産フローを定量化するために.
- 細胞NADPH生成における葉酸代謝の役割を調査する.
- 葉酸代謝が細胞のリドックスホメオスタシスに与える影響を評価する.
主な方法:
- 液体クロマトグラフィー-質量スペクトロメトリを使用して,デウテリウムラベル付き基質をNADPHに追跡しました.
- メタボリックフロースを測定するために,炭素ラベリングと数学的モデリングを採用しました.
- 機能的有意性を評価するために,メチレンテトラヒドロフォラート脱水素酵素 (MTHFD) の遺伝子ノックダウンを実行しました.
主要な成果:
- 酸化ペントースリン酸経路は,増殖する細胞における細胞性NADPHに最大の貢献者である.
- セリン駆動の単炭素代謝はNADPHの産生に大きく貢献する.
- ミトコンドリアの1炭素代謝は,10-ホルミル-テトラヒドロフォラート酸化によってNADPHを生成します.
- MTHFD遺伝子の枯渇により,細胞内のNADPHレベルが低下し,酸化ストレスに対する感受性が増加しました.
結論:
- 葉酸代謝は,細胞NADPHの重要な,以前は認識されていない源です.
- 葉酸代謝によって生成されるNADPHは,酸化還元バランス (GSH/GSSG比) を維持するために不可欠です.
- この経路は,細胞の増殖において二重の役割を果たします:一炭素単位を提供し,減少する電力を発生します.
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