Tumor cell proliferation requires r

Tumor cell proliferation requires rapid synthesis of macromolecules including lipids, proteins, and nucleotides. Many tumor cells exhibit rapid glucose consumption, with most of the glucose-derived carbon being secreted as lactate despite abundant oxygen availability (the Warburg effect). Here, we used 13C NMR spectroscopy to examine the metabolism of glioblastoma cells exhibiting aerobic glycolysis. In these cells, the tricarboxylic acid (TCA) cycle was active but was characterized by an efflux of substrates for use in biosynthetic pathways, particularly fatty acid synthesis. The success of this synthetic activity depends on activation of pathways to generate reductive power (NADPH) and to restore oxaloacetate for continued TCA cycle function (anaplerosis). Surprisingly, both these needs were met by a high rate of glutamine metabolism. First, conversion of glutamine to lactate (glutaminolysis) was rapid enough to produce sufficient NADPH to support fatty acid synthesis. Second, despite substantial mitochondrial pyruvate metabolism, pyruvate carboxylation was suppressed, and anaplerotic oxaloacetate was derived from glutamine. Glutamine catabolism was accompanied by secretion of alanine and ammonia, such that most of the amino groups from glutamine were lost from the cell rather than incorporated into other molecules. These data demonstrate that transformed cells exhibit a high rate of glutamine consumption that cannot be explained by the nitrogen demand imposed by nucleotide synthesis or maintenance of nonessential amino acid pools. Rather, glutamine metabolism provides a carbon source that facilitates the cell's ability to use glucose-derived carbon and TCA cycle intermediates as biosynthetic precursors.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การแพร่กระจายเซลล์มะเร็งต้องการรวมทั้งไขมัน โปรตีน และนิวคลีโอไทด์โมเลกุลสังเคราะห์อย่างรวดเร็ว เซลล์เนื้องอกมากมายจัดแสดงการบริโภคกลูโคสอย่างรวดเร็ว กับที่สุดของคาร์บอนมากลูโคสถูกหลั่งเป็นน้ำนมแม้มีออกซิเจนที่อุดมสมบูรณ์พร้อม (ผลริชวาร์บูร์ก) ที่นี่ เราใช้ 13C NMR สเปกโทรสโกเพื่อตรวจสอบการเผาผลาญของเซลล์ glioblastoma exhibiting glycolysis แอโรบิก ในเซลล์เหล่านี้ วัฏจักรกรด tricarboxylic (TCA) ใช้งานอยู่ แต่มีลักษณะพิเศษ โดยการ efflux ของพื้นผิวสำหรับใช้ในทางชีวสังเคราะห์ การสังเคราะห์กรดไขมันโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความสำเร็จของกิจกรรมนี้สังเคราะห์ขึ้นอยู่กับงานของทางเดิน เพื่อสร้างพลังกล้าหาญ (NADPH) และ การคืนค่า oxaloacetate สำหรับฟังก์ชันวัฏจักร TCA อย่างต่อเนื่อง (anaplerosis) น่าแปลกที่ ทั้งความต้องการเหล่านี้ถูกพบ โดยอัตราสูงของการเผาผลาญกลูตา ครั้งแรก แปลงของ glutamine จะแล (glutaminolysis) ได้อย่างรวดเร็วพอที่จะผลิต NADPH ที่เพียงพอเพื่อสนับสนุนการสังเคราะห์กรดไขมัน ที่สอง แม้จะเผาผลาญพบยล pyruvate, pyruvate carboxylation ถูกระงับไว้ และ anaplerotic oxaloacetate มาจากกลูตา แคแทบอลิซึมกลูตามาพร้อมกับหลั่งของอะลานีนและแอมโมเนีย ที่สุดของกลุ่มอะมิโนจากกลูตาหายไปจากเซลล์ แทนที่รวมอยู่ในโมเลกุลอื่น ๆ ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า เซลล์แปรรูปมีอัตราสูงสุดของปริมาณการใช้กลูตาที่ไม่สามารถอธิบายได้ตามความต้องการไนโตรเจนที่กำหนด โดยการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์หรือการบำรุงรักษาสระกรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น ค่อนข้าง เผาผลาญกลูตามีแหล่งคาร์บอนที่ช่วยให้เซลล์สามารถใช้น้ำตาลกลูโคสมาคาร์บอน และ TCA รอบ intermediates เป็นชีวสังเคราะห์สารตั้งต้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การแพร่กระจายของเซลล์มะเร็งต้องสังเคราะห์อย่างรวดเร็วของโมเลกุลรวมทั้งไขมันโปรตีนและนิวคลีโอ เซลล์มะเร็งหลายคนแสดงการบริโภคน้ำตาลกลูโคสอย่างรวดเร็วกับที่สุดของคาร์บอนกลูโคสที่ได้มาจากการถูกหลั่งน้ำนมเป็นแม้จะมีความพร้อมออกซิเจนที่อุดมสมบูรณ์ (ผล Warburg) ที่นี่เราใช้ 13C NMR สเปกโทรสโกเพื่อตรวจสอบการเผาผลาญของเซลล์ glioblastoma exhibiting glycolysis แอโรบิก ในเซลล์เหล่านี้กรด tricarboxylic (TCA) รอบการใช้งาน แต่ก็มีลักษณะการไหลของพื้นผิวสำหรับการใช้งานในทางเดินชีวสังเคราะห์โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเคราะห์กรดไขมัน ความสำเร็จของกิจกรรมสังเคราะห์นี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานของทางเดินในการสร้างพลังงานลดลง (NADPH) และการเรียกคืน oxaloacetate สำหรับการทำงานของวงจร TCA อย่างต่อเนื่อง (anaplerosis) น่าแปลกที่ทั้งความต้องการเหล่านี้ได้พบกับอัตราที่สูงของการเผาผลาญอาหารกลูตา ครั้งแรกที่แปลงของกลูตาเพื่อให้น้ำนม (glutaminolysis) เป็นอย่างรวดเร็วพอที่จะผลิต NADPH เพียงพอที่จะสนับสนุนการสังเคราะห์กรดไขมัน ประการที่สองแม้จะมีการเผาผลาญมากไพรูยล carboxylation ไพรูได้ถูกยกเลิกและ oxaloacetate anaplerotic ได้มาจากกลูตา กลูตา catabolism ที่มาพร้อมกับการหลั่งของอะลานีนและแอมโมเนียเช่นว่าส่วนใหญ่ของกลุ่มอะมิโนกลูตาจากหายไปจากเซลล์มากกว่ารวมอยู่ในโมเลกุลอื่น ๆ ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเซลล์เปลี่ยนแสดงอัตราที่สูงของการบริโภคกลูตาที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยความต้องการไนโตรเจนที่กำหนดโดยการสังเคราะห์เบื่อหน่ายหรือการบำรุงรักษาสระว่ายน้ำของกรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น แต่การเผาผลาญอาหารกลูตาให้เป็นแหล่งคาร์บอนที่อำนวยความสะดวกความสามารถของเซลล์ที่จะใช้น้ำตาลกลูโคสที่ได้มาจากคาร์บอนและ TCA ตัวกลางวงจรเป็นสารตั้งต้นชีวสังเคราะห์

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

proliferation เซลล์เนื้องอกมีการสังเคราะห์อย่างรวดเร็วของโมเลกุล ได้แก่ ไขมัน โปรตีน และเบส . เซลล์เนื้องอกหลายแสดงการบริโภคกลูโคสอย่างรวดเร็วกับที่สุดของกลูโคสซึ่งเป็นคาร์บอนที่ถูกหลั่งและแม้จะมีความพร้อมออกซิเจนมากมาย ( ผล Warburg ) ที่นี่เราใช้ 13C NMR สเปกโทรสโกปีเพื่อศึกษาเมแทบอลิซึมของเซลล์ ซึ่งเซลส์แอโรบิกไกลโคไลซิส ในเซลล์เหล่านี้ tricarboxylic acid ( TCA ) วงจรถูกใช้งานอยู่ แต่เป็นลักษณะ โดยมีการไหลออกของพื้นผิว เพื่อใช้ในการเปลี่ยนแปลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเคราะห์กรดไขมัน ความสำเร็จของกิจกรรมสังเคราะห์นี้ขึ้นอยู่กับการกระตุ้นเซลล์เพื่อสร้างพลังงาน ( ซึ่ง nadph ) และเรียกคืนซาโลอะซิเตต ) TCA รอบฟังก์ชัน ( anaplerosis ) จู่ ๆ ความต้องการทั้งสองนี้ถูกพบโดยอัตราการเผาผลาญและ . ก่อนการแปลง Glutamine จะแลค ( glutaminolysis ) เป็นอย่างรวดเร็วพอที่จะผลิต nadph เพียงพอที่จะสนับสนุนการสังเคราะห์กรดไขมัน ประการที่สอง แม้จะมีมากการไพรูการเผาผลาญอาหาร , ไพรูเวทคาร์บอกซิเลชันถูกปราบปราม และ anaplerotic ซาโลอะซิเตตที่ได้มาจากกลูตามีน . กระบวนการสลายและมาพร้อมกับการหลั่งของอะลานีนและแอมโมเนีย ซึ่งส่วนใหญ่ของหมู่อะมิโนจากกลูตามีนหายไปจากเซลล์มากกว่ารวมเข้ากับโมเลกุลอื่น ๆ ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า เปลี่ยนเซลล์แสดงอัตราการบริโภค Glutamine ที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยปริมาณความต้องการที่กำหนดโดยยีนสังเคราะห์หรือการบำรุงรักษาของกรดอะมิโนไม่จำเป็นสระ แต่การเผาผลาญและมีแหล่งคาร์บอนที่ในมือถือมีความสามารถในการใช้กลูโคสได้คาร์บอนและ TCA วัฏจักรตัวกลางเป็นสารตั้งต้นการผลิต .