Cyklování pyruvátem - Pyruvate cycling - Wikipedia

Cyklování pyruvátem běžně označuje intracelulární smyčku prostorových pohybů a chemických transformací zahrnujících pyruvát. Mezi nimi dochází k prostorovým pohybům mitochondrie a cytosol a chemické transformace vytvářejí různé Krebsův cyklus meziprodukty. Ve všech variantách je pyruvát importován do mitochondrie ke zpracování prostřednictvím části Krebsova cyklu. Kromě pyruvátu lze dovážet také alfa-ketoglutarát. V různých bodech je meziprodukt exportován do cytosolu pro další transformace a poté znovu importován. Obecně se uvažuje o třech specifických cyklech pyruvátu,^[1] každý pojmenovaný pro hlavní molekulu exportovanou z mitochondrií: malát, citrát a isocitrát. Mohou existovat i další varianty, například disipativní nebo „marné“ pyruvátové cykly.^[2]^[3]

Tento cyklus je obvykle studován ve vztahu k Sekrece inzulínu stimulovaného glukózou (nebo GSIS) a předpokládá se, že existuje vztah mezi inzulínovou odpovědí a NADPH produkovaným z tohoto cyklu^[4]^[5] ale specifika nejsou jasná a existuje zvláštní zmatek ohledně role jablečných enzymů.^[6]^[7] Bylo pozorováno u různých typů buněk, včetně buněk ostrůvků.

Cyklus pyruvát-malát byl popsán v přípravcích na játra a ledviny již v roce 1971.^[8]

Reference

^ Ronnebaum SM, Ilkayeva O, Burgess SC a kol. (Říjen 2006). „Cyklostezka pyruvátu zahrnující cytosolickou NADP-dependentní isocitrát dehydrogenázu reguluje sekreci inzulínu stimulovanou glukózou“. The Journal of Biological Chemistry. 281 (41): 30593–602. doi:10,1074 / jbc.M511908200. PMID 16912049.
^ Gregory RB, Berry MN (květen 1992). „Stimulace hormonu štítné žlázy spojeného dýchání a dýchání zjevně nesouvisí se syntézou ATP v hepatocytech potkana“. The Journal of Biological Chemistry. 267 (13): 8903–8. PMID 1577728.
^ Agius L, Tosh D, Peak M (leden 1993). „Příspěvek cyklování pyruvátu ke ztrátě 6-3Hglukózy během přeměny glukózy na glykogen v hepatocytech: účinky inzulínu, glukózy a acinárního původu hepatocytů“. The Biochemical Journal. 289 (Pt 1): 255–62. doi:10.1042 / bj2890255. PMC 1132158. PMID 8380985.
^ Pongratz RL, Kibbey RG, Cline GW (2009). Zkoumání role mitochondriálního a cytosolického jablečného enzymu v sekreci inzulínu. Metody v enzymologii. 457. str. 425–50. doi:10.1016 / S0076-6879 (09) 05024-1. ISBN 978-0-12-374622-1. PMC 4422111. PMID 19426882.
^ Guay C, Madiraju SR, Aumais A, Joly E, Prentki M (prosinec 2007). „Role pro ATP-citrát-lyázu, jablečný enzym a cyklování pyruvát / citrát v sekreci inzulínu indukované glukózou“. The Journal of Biological Chemistry. 282 (49): 35657–65. doi:10,1074 / jbc.M707294200. PMID 17928289.
^ Ronnebaum SM, Jensen MV, Hohmeier HE a kol. (Říjen 2008). „Umlčení cytosolických nebo mitochondriálních izoforem jablečného enzymu nemá žádný účinek na sekreci inzulínu stimulovanou glukózou z ostrůvků hlodavců“. The Journal of Biological Chemistry. 283 (43): 28909–17. doi:10,1074 / jbc.M804665200. PMC 2570884. PMID 18755687.
^ Heart E, Cline GW, Collis LP, Pongratz RL, Gray JP, Smith PJ (červen 2009). „Role pro jablečný enzym, karboxylaci pyruvátu a mitochondriální malát při vylučování inzulínu stimulovaného glukózou“. American Journal of Physiology. Endokrinologie a metabolismus. 296 (6): E1354–62. doi:10.1152 / ajpendo.90836.2008. PMC 2692397. PMID 19293334.
^ Scaduto RC, Davis EJ (srpen 1986). „Zapojení cyklování pyruvátu do metabolismu aspartátu a glycerátu perfundovanou ledvinou krysy“. The Biochemical Journal. 237 (3): 691–8. doi:10.1042 / bj2370691. PMC 1147046. PMID 3800911.

Další čtení

Kley S, Hoenig M, Glushka J a kol. (Duben 2009). „Dopad obezity, pohlaví a stravy na produkci jaterní glukózy u koček“. American Journal of Physiology. Regulační, integrační a srovnávací fyziologie. 296 (4): R936–43. doi:10.1152 / ajpregu.90771.2008. PMC 2698604. PMID 19193946.
Li C, Nissim I, Chen P a kol. (Červen 2008). „Eliminace kanálů KATP v myších ostrůvcích vede ke zvýšenému metabolismu glukózy U-13C, glukaminolýze a cyklování pyruvátem, ale sníženému zkratu na kyselinu y-aminomáselnou“. The Journal of Biological Chemistry. 283 (25): 17238–49. doi:10,1074 / jbc.M709235200. PMC 2427330. PMID 18445600.
Ronnebaum SM, Joseph JW, Ilkayeva O a kol. (Květen 2008). „Chronická suprese acetyl-CoA karboxylázy 1 v β-buňkách zhoršuje sekreci inzulínu prostřednictvím inhibice glukózy spíše než metabolismu lipidů“. The Journal of Biological Chemistry. 283 (21): 14248–56. doi:10,1074 / jbc.M800119200. PMC 2386941. PMID 18381287.
Burgess SC, Iizuka K, Jeoung NH a kol. (Leden 2008). „Delece proteinu vázajícího se na sacharidovou odpověď delece mění využití substrátu a produkuje energeticky deficitní játra“. The Journal of Biological Chemistry. 283 (3): 1670–8. doi:10,1074 / jbc.M706540200. PMID 18042547.
Jin ES, Park BH, Sherry AD, Malloy CR (březen 2007). „Úloha nadměrné glykogenolýzy při hyperglykémii nalačno u pre-diabetických a diabetických potkanů Zucker (fa / fa)“. Cukrovka. 56 (3): 777–85. doi:10.2337 / db06-0717. PMID 17327448.
Rajas F, Jourdan-Pineau H, Stefanutti A, Mrad EA, Iynedjian PB, Mithieux G (květen 2007). „Imunocytochemická lokalizace glukózo-6-fosfatázy a cytosolické fosfoenolpyruvátkarboxykinázy v glukoneogenních tkáních odhaluje netušenou metabolickou zonaci“. Histochemie a buněčná biologie. 127 (5): 555–65. doi:10.1007 / s00418-006-0263-5. PMID 17211624. S2CID 20621391.
Fransson U, Rosengren AH, Schuit FC, Renström E, Mulder H (červenec 2006). „Anapleróza prostřednictvím pyruvátkarboxylázy je nutná pro palivem vyvolaný vzestup poměru ATP: ADP u potkaních pankreatických ostrůvků“. Diabetologie. 49 (7): 1578–86. doi:10.1007 / s00125-006-0263-r. PMID 16752176.
Jensen MV, Joseph JW, Ilkayeva O a kol. (Srpen 2006). „Kompenzační reakce na potlačení pyruvátkarboxylázy v beta buňkách ostrůvků. Zachování sekrece inzulínu stimulované glukózou“. The Journal of Biological Chemistry. 281 (31): 22342–51. doi:10,1074 / jbc.M604350200. PMID 16740637.
Jin ES, Burgess SC, Merritt ME, Sherry AD, Malloy CR (duben 2005). „Rozdílné mechanismy nadprodukce jaterní glukózy u potkanů ošetřených trijodthyroninem vs. Zuckerovy diabetické mastné krysy pomocí NMR analýzy plazmatické glukózy“. American Journal of Physiology. Endokrinologie a metabolismus. 288 (4): E654–62. doi:10.1152 / ajpendo.00365.2004. PMID 15562253. S2CID 5870945.
Burgess SC, Hausler N, Merritt M a kol. (Listopad 2004). "Narušená aktivita cyklu trikarboxylové kyseliny v myších játrech bez cytosolické fosfoenolpyruvátkarboxykinázy". The Journal of Biological Chemistry. 279 (47): 48941–9. doi:10,1074 / jbc.M407120200. PMID 15347677.
Thompson SN (srpen 2004). „Tuk v potravě zprostředkovává hyperglykémii a glukogenní reakci na zvýšenou spotřebu bílkovin u hmyzu, Manduca sexta L“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Obecné předměty. 1673 (3): 208–16. doi:10.1016 / j.bbagen.2004.05.002. PMID 15279893.
Boucher A, Lu D, Burgess SC a kol. (Červen 2004). „Biochemický mechanismus lipidem indukovaného poškození glukózou stimulované sekrece inzulínu a reverze malátovým analogem“. The Journal of Biological Chemistry. 279 (26): 27263–71. doi:10,1074 / jbc.M401167200. PMID 15073188.
Jin ES, Jones JG, Merritt M, Burgess SC, Malloy CR, Sherry AD (duben 2004). „Produkce glukózy, glukoneogeneze a tokové cykly jaterní trikarboxylové kyseliny měřené analýzou nukleové magnetické rezonance jediného derivátu glukózy“. Analytická biochemie. 327 (2): 149–55. doi:10.1016 / j.ab.2003.12.036. hdl:10316/3869. PMID 15051530.
Ona P, Burgess SC, Shiota M a kol. (Červenec 2003). "Mechanismy, kterými jaterně specifické PEPCK knockoutované myši zachovávají euglykemii během hladovění". Cukrovka. 52 (7): 1649–54. doi:10 2337 / cukrovka. 52.7.1649. PMID 12829628.
Thompson SN, Borchardt DB, Wang LW (březen 2003). „Hladiny živin v potravě regulují příjem bílkovin a sacharidů, hladinu glukoneogenního / glykolytického toku a hladinu trehalózy v krvi u hmyzu Manduca sexta L“. Journal of Comparative Physiology B. 173 (2): 149–63. doi:10.1007 / s00360-002-0322-8. PMID 12624653. S2CID 21527819.
Newgard CB, Lu D, Jensen MV a kol. (Prosinec 2002). „Faktory stimulace / sekrece v sekreci inzulínu stimulované glukózou: poznatky získané z multidisciplinárního přístupu“. Cukrovka. 51 Suppl 3 (90003): S389–93. doi:10.2337 / diabetes.51.2007.S389. PMID 12475781.
Thompson SN, Redak RA, Borchardt DB (červen 2002). „Glukogenní odpověď parazitovaného hmyzu Manduca sexta L. je částečně zprostředkována rozdílným příjmem živin“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Obecné předměty. 1571 (2): 138–50. doi:10.1016 / S0304-4165 (02) 00208-8. PMID 12049794.
Lu D, Mulder H, Zhao P a kol. (Březen 2002). „Analýza izotopomerů 13C NMR odhalila souvislost mezi cyklem pyruvátu a sekrecí inzulínu stimulovanou glukózou (GSIS)“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 99 (5): 2708–13. doi:10.1073 / pnas.052005699. PMC 122412. PMID 11880625.
Thompson SN (únor 2001). „Parazitismus zvyšuje indukci glukogeneze hmyzem, Manduca sexta L“. International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 33 (2): 163–73. doi:10.1016 / S1357-2725 (00) 00079-0. PMID 11240373.
Thompson SN (srpen 2000). "Cyklus pyruvátu a důsledky pro regulaci glukoneogeneze u hmyzu, Manduca sexta L". Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 274 (3): 787–93. doi:10,1006 / bbrc.2000.3238. PMID 10924355.
Landau BR, Chandramouli V, Schumann WC a kol. (Červenec 1995). „Odhady aktivity Krebsova cyklu a příspěvky glukoneogeneze k produkci glukózy v játrech u zdravých jedinců nalačno a pacientů s IDDM“. Diabetologie. 38 (7): 831–8. doi:10,1007 / s001250050360. PMID 7556986.
Tosh D, Beresford G, Agius L (listopad 1994). "Syntéza glykogenu z glukózy přímými a nepřímými cestami v kulturách hepatocytů z různých nutričních stavů". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - výzkum molekulárních buněk. 1224 (2): 205–12. doi:10.1016/0167-4889(94)90192-9. PMID 7981234.
Kunz WS, Davis EJ (leden 1991). "Řízení reverzibilního intracelulárního přenosu redukčního potenciálu". Archivy biochemie a biofyziky. 284 (1): 40–6. doi:10.1016 / 0003-9861 (91) 90260-P. PMID 1824912.
Rognstad R (srpen 1979). "Cyklus pyruvátu zahrnující možnou aktivitu oxaloacetát dekarboxylázy". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Obecné předměty. 586 (2): 242–9. doi:10.1016/0304-4165(79)90096-5. PMID 476141.

externí odkazy

„OBRÁZEK 2: Biochemické mechanismy sekrece inzulínu stimulované glukózou, včetně rolí cyklických cest pyrvuátu β-buňky“. z Muoio, Deborah M .; Newgard, Christopher B. (2008). „Mechanismy nemoci: Molekulární a metabolické mechanismy inzulínové rezistence a selhání β-buněk u diabetu 2. typu“. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 9 (3): 193–205. doi:10.1038 / nrm2327. PMID 18200017. S2CID 3335727.

[1] Ronnebaum SM, Ilkayeva O, Burgess SC a kol. (Říjen 2006). „Cyklostezka pyruvátu zahrnující cytosolickou NADP-dependentní isocitrát dehydrogenázu reguluje sekreci inzulínu stimulovanou glukózou“. The Journal of Biological Chemistry. 281 (41): 30593–602. doi:10,1074 / jbc.M511908200. PMID 16912049.

[2] Gregory RB, Berry MN (květen 1992). „Stimulace hormonu štítné žlázy spojeného dýchání a dýchání zjevně nesouvisí se syntézou ATP v hepatocytech potkana“. The Journal of Biological Chemistry. 267 (13): 8903–8. PMID 1577728.

[3] Agius L, Tosh D, Peak M (leden 1993). „Příspěvek cyklování pyruvátu ke ztrátě 6-3Hglukózy během přeměny glukózy na glykogen v hepatocytech: účinky inzulínu, glukózy a acinárního původu hepatocytů“. The Biochemical Journal. 289 (Pt 1): 255–62. doi:10.1042 / bj2890255. PMC 1132158. PMID 8380985.

[4] Pongratz RL, Kibbey RG, Cline GW (2009). Zkoumání role mitochondriálního a cytosolického jablečného enzymu v sekreci inzulínu. Metody v enzymologii. 457. str. 425–50. doi:10.1016 / S0076-6879 (09) 05024-1. ISBN 978-0-12-374622-1. PMC 4422111. PMID 19426882.

[5] Guay C, Madiraju SR, Aumais A, Joly E, Prentki M (prosinec 2007). „Role pro ATP-citrát-lyázu, jablečný enzym a cyklování pyruvát / citrát v sekreci inzulínu indukované glukózou“. The Journal of Biological Chemistry. 282 (49): 35657–65. doi:10,1074 / jbc.M707294200. PMID 17928289.

[6] Ronnebaum SM, Jensen MV, Hohmeier HE a kol. (Říjen 2008). „Umlčení cytosolických nebo mitochondriálních izoforem jablečného enzymu nemá žádný účinek na sekreci inzulínu stimulovanou glukózou z ostrůvků hlodavců“. The Journal of Biological Chemistry. 283 (43): 28909–17. doi:10,1074 / jbc.M804665200. PMC 2570884. PMID 18755687.

[7] Heart E, Cline GW, Collis LP, Pongratz RL, Gray JP, Smith PJ (červen 2009). „Role pro jablečný enzym, karboxylaci pyruvátu a mitochondriální malát při vylučování inzulínu stimulovaného glukózou“. American Journal of Physiology. Endokrinologie a metabolismus. 296 (6): E1354–62. doi:10.1152 / ajpendo.90836.2008. PMC 2692397. PMID 19293334.

[8] Scaduto RC, Davis EJ (srpen 1986). „Zapojení cyklování pyruvátu do metabolismu aspartátu a glycerátu perfundovanou ledvinou krysy“. The Biochemical Journal. 237 (3): 691–8. doi:10.1042 / bj2370691. PMC 1147046. PMID 3800911.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]