Библиотека / Общие вопросы

Пируваткиназа тип М2: ключевой пункт в опухолевом метаболизме

С. Мазурек (1), Г. Гримм (2), С.Б.. Бошек (3), П .. Ваупел (4) и Э.Айгенбродт (1)

(1) Институт Биохимии и Эндокринологии, Ветеринарный факультет, Гессенский Университет, Frankfurter Strasse 100, 35392 Giessen , Germany

(2) Хирургический центр, Медицинский факультет, Гессенский университет, Frankfurter Strasse 100, 35392 Giessen , Germany

(3) Институт Медицинской Вирусологии, Медицинский факультет, Гессенский университет, Frankfurter Strasse 107, 35392 Giessen , Germany

(4) Институт Физиологии и Патофизиологии, Медицинский факультет, Майнский университет, Duesbergweg 6, 55099 Mainz , Germany

Клеточная пролиферация – это процесс, требующий большого количества энергии. Уменьшение поступления питательных веществ может привести к гибели клетки из-за недостатка АТФ, если не ограничить клеточную пролиферацию. Ключевым рецептором этой регуляции является гликолитический фермент пируваткиназа, определяющий использование поступающего в клетку углерода глюкозы либо на синтетические нужды, либо для производства энергии путем гликолиза. В одноклеточных организмах активность пируваткиназы регулируется содержанием в клетке АТФ, АДФ и АМФ; рибозы-5-фосфата (предшественник синтеза нуклеиновых кислот) и промежуточного продукта гликолиза - фруктозо-1,6-дифосфоната (ФДФ), что обеспечивает баланс между поступлением питательных веществ и активностью клеточной пролиферации. У млекопитающих аналогичную функцию выполняет изофермент пируваткиназы тип М2 (М2-ПК). Изофермент М2-ПК млекопитающих способен переходить из менее активной димерной формы в более активную тетрамерную, что и регулирует утилизацию углерода глюкозы либо для синтетических процессов (димерная форма), либо для производства энергии путем гликолиза (тетрамерная форма). Опухолевые клетки, как правило, содержат много димерной формы фермента, что приводит к накоплению избыточного количества гликолитических фосфометаболитов. Соотношение тетрамеров и димеров регулируется содержанием АТФ, ФДФ и серина, а также прямыми взаимодействиями с различными онкопротеинами (pp60v-sarc, HPV-16 E7). В солидных опухолях при условии достаточной оксигенации пируват образуется в процессе глютаминолиза. Пируват, полученный посредством гликолиза или глютаминолиза, используется для синтеза лактата, глутамата и жирных кислот, таким образом, высвобождая водород, получаемый в ходе глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназной реакции гликолиза.

Ключевые слова: иммунные клетки; нутриенты; серинолиз, жирные кислоты.

Пируваткиназа – главный рецептор поступления питательных веществ у одноклеточных организмов.

Клеточная пролиферация – это процесс, требующий очень больших энергетических затрат. Снижение поступления питательных веществ ведет к гибели клетки, если не происходит соответствующее ограничение клеточной пролиферации ( Mazurek et al . 1997 a , 1999 a ; Shim et al . 1998; Durante et al . 1999). Поэтому одноклеточные организмы обладают несколькими чувствительными механизмами приспособления интенсивности клеточной пролиферации к колебаниям в поступлении питательных веществ ( Thevelein & Hohmann , 1995; Teusink et al .1998). Одним из ключевых рецепторов этой регуляции является гликолитический фермент пируваткиназа ( E .C. 2.7.1.40). Пируваткиназа обеспечивает перенос фосфатной группировки с фосфоэнолпируват а (ФЭП) на АДФ, что сопровождается синтезом АТФ и пирувата. Фосфоэнолпируват, субстрат, на который воздействует пируваткиназа, это самый богатый энергией клеточный фосфометаболит (G0=58 кДж). Для сравнения, G0АТФ – всего 29 кДж. Поэтому, пируваткиназная реакция чрезвычайно благоприятна для образования АТФ. К-равновесие реакции (([ФЭП]•([АДФ]) ([пируват]•[АТФ])) составляет 1:2000 (при рН 8,0 и t 30 о С) ( Hess , 1963; Valle et al . 1996). Таким образом, производство энергии при помощи пируваткиназы гораздо более эффективно, чем производство АТФ в митохондриях. Производство энергии путем гликолиза при помощи пируваткиназы может существенно подавлять производство энергии в митохондриях ( Gosalvez et al . 1974, Melo et al .1998).

По этой причине и вследствие того, что фосфоэнолпируват и фосфометаболиты гликолиза являются «сырьем» для синтетических процессов, коэффициент массового действия пируваткиназы далек от К-равновесия во всех живых организмах (Hess, 1963; Mazurek et al. 1997a, 2001; Zwershke et al. 1999; Bond et al.2000). В одноклеточных организмах пируваткиназа существенно ингибируется АТФ, а активируется энергетическим рецептором - АМФ и предшественниками синтеза нуклеиновых кислот - Pi и рибоза –5-фосфатом (Atkinson & Fall, 1967; Atkinson & Walton, 1967; Maeba & Sanwal, 1968; Tuominen & Bernlohr, 1971; Schramm et al. 2000). В соответствии с этим механизмом, пируваткиназа обеспечивает взаимосвязь богатых энергией метаболитов и поступающих углеводов в процессе синтеза нуклеиновых кислот, при этом стабилизируя т.н. энергетический заряд (([АТФ]+1/2[АДФ]):([АМФ]+[АДФ]+[АТФ]))(Atkinson & Fall, 1967; Atkinson &Walton, 1967). Фосфоэнолпируват является предшественником аминокислот и сложных углеводов, таких как сиаловая кислота (Mazurek et al.1997a). Дополнительно на активность пируваткиназы могут влиять карбамил–Ф и несколько различных аминокислот (Tuominen&Bernlohr, 1971).

Ингибирование пируваткиназы очень существенно для синтетических процессов и дыхания. Торможение пируваткиназы чрезвычайно опасно при возможном избыточном поступлении углеводов (сахаров). Гликолиз организован таким образом, что изначально необходимо затратить 2 молекулы АТФ для синтеза фруктозо-1,6,-дифосфоната, и только после этого АТФ может быть вновь образована в ходе фосфоглицераткиназной (Е.С. 2.7.2.3.) реакции. Производство АТФ в эндоплазматической сети происходит путем пируваткиназной реакции (Thomas & Fell, 1998). Кроме того, в глицеролдегидро-3-фосфат дегидрогеназной реакции гликолиза производится НАДФ. Водород превращается в пируват (конечный продукт пируваткиназной реакции) и высвобождается в виде лактата.(Eigenbrodt et al. 1998a). Таким образом, постоянная ингибиция пируваткиназы, благоприятствующая синтетическим процессам, может привести к истощению АТФ и при недостатке, и при избытке поступления углеводов (Thevelein & Hohmann, 1995; Mazurek et al. 1997b, 1999a, Teusink et al. 1998).При избытке углеводов АТФ полностью расходуется на синтез ФДФ. У одноклеточных организмов, существование которых всегда происходит с риском потенциального изменения поступления углеводов, выработался специальный механизм защиты от истощения запасов АТФ (Thevelein & Hohmann, 1995; Teusink et al. 1998). Усвоение углеводов из окружающей среды энергетически обеспечивается фосфоэнолпируватом, субстратом пируваткиназной реакции. Более того, пируваткиназа активируется фосфатами сахаров, особенно ФДФ, что также регулирует глюкозный конвейер (Thevelein&Hohmann, 1995; Luesnik et al. 1999). Соответственно, в клетках дрожжей чрезмерная активность пируваткиназы ведет к торможению клеточной пролиферации за счет истощения фосфометаболитов гликолиза. В свою очередь, чрезмерная активность протеинкиназы, которая фосфорилирует и инактивирует пируваткиназу, восстанавливает клеточную пролиферацию. Кроме торможения клеточной пролиферации при чрезмерной активности пируваткиназы также блокируется спорообразование (Brazil et al. 1997). Споры обеспечивают более длительное выживание одноклеточных организмов при недостаточном питании и неблагоприятных условиях внешней среды. Споруляция связана с другим фосфометаболитом, 3-фосфоглицератом, который содержится в спорах в большом количестве. (Nelson & Konberg, 1970a,b; Rhaese et al. 1976). В противоположность АТФ, ФДФ и фосфоэнолпирувату, 3-фосфоглицерат - высокостабильное, но весьма низкоэнергетическое вещество гликолитического ряда. Однако, при катализе фосфоглицеромутазы (Е.С. 2.7.5.3.) и энолазы (Е.С. 4.2.1.11) 3-фосфоглицерат превращается в богатый энергией фосфоэнолпируват – субстрат для производства АТФ при помощи пируваткиназы. Во время респоруляции в первую очередь происходит активация этих трех ферментов и интенсификация перехода 3-фосфоглицерата в пируват для восстановления запасов нуклеотидтрифосфатов (Nelson & Kornberg, 1970a,b). Таким образом, сопрягая энергетический метаболизм и синтетические (анаболические процессы), пируваткиназа, активность которой связана с поступлением питательных веществ, регулирует клеточную пролиферацию, споруляцию и гибель клеток.

В последние годы появилась информация, что аналогичную ключевую роль пируваткиназа вместе с другими ферментами гликолиза выполняет и в многоклеточных организмах (когда поток поступающих питательных веществ более или менее постоянен). Исследования млекопитающих показали, что и в этих организмах пируваткиназа участвует в таких фундаментальных процессах, как пролиферация и дифференциация клеток, образование опухолей и апоптоз (Mazurek et al. 1997a, 1999a).

Роль изоэнзимов пируваткиназы в многоклеточных организмах.

В многоклеточных организмах, таких, как млекопитающие, только опухолевые клетки и сперматиды содержат большое количество гликолитических фосфометаболитов, сопоставимое с таковым у активно пролиферирующих одноклеточных организмов (Bosca & Coredor, 1984; Eigenbrodt et al. 1985). В дифференцированных тканях уровень содержания фосфометаболитов в сто раз меньше, чем в пролиферирующих клетках. Единственным исключением является глицерат-2,3-дифосфонат: его уровень в опухолевых клетках - низкий, а в дифференцированных тканях, особенно в эритроцитах, - высокий. В обычных пролиферирующих клетках содержание фосфометаболитов гликолиза возрастает в 10 раз во время фазы G-1, но никогда не достигает уровня, характерного для опухолевых клеток (Chesney et al. 1999,; Aulwurm & Brand, 2000; Perez et al. 2000). Изоферментом пируваткиназы, осуществляющим контроль за фосфометаболитами в многоклеточных организмах, является пируваткиназа тип М2 (М2-ПК). Это один из древнейших вариантов фермента пируваткиназы, обнаруживаемый в таких одноклеточных организмах, как дрожжи и E.coli (Eigenbrodt et al. 1985, 1992; Valle et al. 1996; Bond et al. 2000; Schramm et al.2000). Так как М2-ПК обнаруживается в тканях, для которых характерен интенсивный синтез нуклеиновых кислот, мы называем такие ткани нуклеогенными, выделяя наряду с этим ткани глюконеогенные, т.е. ткани с интенсивным глюгонеогенезом, и липогенные, т.е. ткани с высоким уровнем липогенеза (Mazurek et al. 1997a).

В дифференцированных тканях обнаруживаются другие изоферменты пируваткиназы: так, М1-ПК характерна для тканей с высоким уровнем потребления энергии и низкими депо фосфометаболитов, таких, как мышцы и головной мозг. Пируваткиназа тип L обнаруживается в глюконеогенных тканях, таких, как печень и почки. В эритроцитах определяется пируваткиназа тип R. Различные изоферменты пируваткиназы чувствительны каждый к своим аллостерическим регуляторам (Eigenbrodt et al. 1994).Они фосфорилируются различными специфическими протеинкиназами и связаны с различными другими ферментами и протеинами с негликолитической функцией, такими, как актин, тубулин или «протеин 3» (3-ий белковый пик при электрофорезе) (Eigenbrodt et al.1994). Регуляция активностей пируваткиназы, основанная на связях с другими ферментами и протеинами, очевидно, является очень древним механизмом, так как даже у такой бактерии, как E-ras, протеин и нуклеотид дикиназа селективно связываются с пируваткиназой, таким образом, меняя соотношения АТФ/АДФ и ГТФ/ГДФ (Chopade et al.1997). Связи различных ферментов гликолиза с другими протеинами обнаружены и в клетках млекопитающих. Для демонстрации взаимосвязей между ферментами гликолиза и другими протеинами могут быть использованы различные методы: например, ко-иммунопреципитации и двух-гибридные технологии (Zwerschke et al. 1999). Мы разработали методику определения связей для некоторых ферментов гликолиза и смогли показать, что не только ферменты гликолиза, но и РНК, онкопротеины и компоненты протеинкиназного каскада могут быть объединены в т.н. гликолитический ферментный комплекс(Mazurek et al. 1996,1998, 1999b,2001). Демонстрация гликолитических ферментных комплексов основывается на изоэлектрических зонах протеинов. Протеины, имеющие взаимосвязи в пределах гликолитического ферментного комплекса, собираются в одной общей изоэлектрической зоне в отличие от изоэлектрических зон отдельных очищенных протеинов. Перемещения протеинов внутри и за пределами гликолитического ферментного комплекса отражаются в сдвигах их изоэлектрических зон. Гликолитический ферментный комплекс преимущественно определяется в перинуклеарной зоне, хотя некоторые ферменты могут локализоваться в цитоскелете, митохондриях или в ядре (Mazurek et al. 1997a,b; Bereiter-Hahn et al. 1998; Engel et al. 1998; Popanda et al.1998; Nguyen et al. 2000). Взаимосвязи между ферментами и другими веществами в рамках гликолитического ферментного комплекса приводят в лакунаризации метаболических процессов. Набор ферментов гликолитического ферментного комплекса контролирует запасы фосфометаболитов и взаимодействие между гликолизом, глутаминолизом и серинолизом (Mazurek et al. 2001).

М2-ПК существует в двух формах: высокоактивной тетрамерной, для которой характерно высокое сродство к собственному субстрату – фосфоэнолпирувату, и в менее активной, димерной форме с низким сродством к фосфоэнолпирувату. Только тетрамерный вариант М2-ПК включен в систему взаимосвязей гликолитического ферментного комплекса. (Mazurek et al. 1997b; Zwers с hke et al. 1999).

В процессе онкогенеза специфичный тканевой изофермент, как правило, исчезает, а вместо него экспрессируется М2-ПК. В опухолевых клетках обычно преобладает димерный вариант М2-ПК, который и секретируется в кровь (Oremek et al. 1999). Поэтому, мы называем димерный вариант М2-ПК опухолевой М2-ПК (Eigenbrodt et al. 1992). Переход тетрамерной формы в димерную индуцируется онкопротеинами. Первым онкопротеином, у которого обнаружили способность взаимодействовать с М2-ПК, была активированная pp60v-sarc-киназа. Онкопротеин pp60v-sarc-киназа фосфорилирует М2-ПК на тирозиновом участке (Presek et al. 1988; Eigenbrodt et al. 1998b). Другим онкопротеином, способным приводить к димеризации М2-ПК является HPV-16 E7 онкопротеин; работающий путем прямого связывания М2-ПК. Взаимодействие онкопротеинов с М2-ПК ведет к накоплению всех фосфометаболитов в количестве, превышающем возможности пируваткиназы, и они вовлекаются в синтетические процессы, например, синтез нуклеиновых кислот.

Кроме увеличения пула фосфометаболитов, димеризация М2-ПК приводит и к другим очень важным последствиям, связанным с энергетическим обменом. У млекопитающих, как и у одноклеточных организмов, и недостаток, и избыток глюкозы ведут к нарушению соотношения АТФ/АДФ, торможению пируваткиназы и могут стать причиной гибели клеток (Live & Kaminskas,1975; Mazurek et al. 1997a,b, 1999a; Wang & Iynedjian, 1997). Поэтому опухоли с высокой активностью гликолиза очень чувствительны к ограниченному поступлению глюкозы (Mazurek et al. 1997b; Shim et al. 1998). Предположительно, для предотвращения гибели клетки вследствие недостаточного поступления глюкозы опухолевые клетки сокращают митохондриальную утилизацию пирувата и активируют цепь, приводящую к производству пирувата и энергии из аминокислоты глютамина. Этот путь назван глютаминолизомпо аналогии с гликолизом, см. рис.1 (McKeehan, 1982). В противоположность гликолизу глютаминолиз зависит от поступления кислорода (Eigenbrodt et al. 1998a). И гликолиз, и глютаминолиз проистекают активно в пролиферирующей и лактирующей молочной железе мышей с высвобождением синтетических продуктов гликолиза, таких как ФДФ, в молоко. В процессе апоптоза молочных желез мышей оба этих процесса одновременно инактивируются, что приводит к резкому сокращению пула нуклеотидных трифосфатов (Mazurek et al. 1999a).

Исследования человеческих опухолей, привитых крысам, показали, что наряду с глютамином для синтеза пирувата в огромных количествах используется аминокислота серин. Серин сначала превращается в 3-фосфоглицерат, а затем в пируват и лактат с образованием АТФ. Этот путь назван серинолизом, по аналогии с гликолизом и глютаминолизом (Eigenbrodt et al. 1998a; Mazurek et al. 2001). В дополнение, серин может способствовать увеличению количества пирувата в условиях слабого функционирования глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназной реакции (Е.С. 1.2.1.12). В солидных опухолях наиболее интенсивное превращение серина в лактат происходит при преимущественном использовании для синтеза аминокислот углерода глюкозы. Исследования трансформированных NIH 3T3 клеток показали, что организация гликолитического ферментного комплекса играет важнейшую регуляторную роль в этом процессе. Только тетрамерная форма М2-ПК используется в гликолитическом ферментном комплексе. Димерная форма существует за пределами комплекса. Трансформация низкогликолизной клеточной линии NIH 3T3, для которой характерны высокое содержание димерного варианта М2-ПКб, высокое содержание фосфометаболитов и высокая скорость пролиферации, возможна только при условии реинтеграции фосфоглицеромутазы в гликолитический ферментный комплекс. (Mazurek et al. 2001). При этом возрастает процесс превращения серина в 3-фосфоглицерат, пируват и лактат. В гликолитический ферментный комплекс способна включиться только гистидин фосфорилированная форма фосфоглицеромутазы, независимая от наличия глицерат-2,3-дифосфоната. Фосфорилирование и активация фосфоглицеромутазы скорее всего происходит путем прямого переноса фосфатной группировки с гистидина фермента нуклеотид дифосфонат киназы на гистидин фосфоглицеромутазы. Это может послужить объяснением, почему нуклеотид дифосфонат киназа всегда меняется в процессе онкогенеза (Mazurek et al. 1998).

Жирные кислоты и глютамат, две альтернативы высвобождения водорода.

В связи с чрезвычайно высоким содержанием гликолитических фосфометаболитов в опухолевых клетках обычно почти не определяются элементы активного глицерол-3-фосфатного «челнока»; и только иногда – невысокая активность глицерол-3-фосфат дегидрогеназы. (Е.С.1.1.1.8) Поэтому в опухолевых клетках водород, полученный в ходе гликолитической глицеральдегид-3-фосфат дегидрогеназной реакции, переносится в пируват и высвобождается в виде лактата. В дополнение, опухолевые клетки используют два дальнейших пути экспорта водорода (Mazurek et al. 1997b).

Исследования опухолевых клеток и солидных опухолей показали, что опухолевые клетки обладают ферментной и метаболической способностью к синтезу de novo в принципе всех жирных кислот; при этом в основном образуются и высвобождаются насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты (Punnonen et al. 1989;Pizer et al. 1998). Это объясняет, почему в контрасте с обычными тканями мембраны опухолевых клеток содержат преимущественно насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты (Punnonen et al. 1989; Lee et al. 1995). Для синтеза жирных кислот de novo необходимы ацетил-коэнзим А и НАДФ. НАДФ синтезируется в больших количествах НАДФ+-зависимой малат декарбоксилазой (Е.С. 1.1.1.40) и НАДФ+-зависимой изоцитрат дегидрогеназой (Е.С. 1.1.1.42).Активность обоих ферментов существенно повышена в человеческих опухолях. (Mazurek et al. 2000). Окислительный пентозофосфатный цикл (альтернативный способ производства НАДФ) блокирован высоким уровнем ФДФ в опухолевых клетках. Поэтому в опухолевых клетках рибозо-5-фосфат синтезируется путем транскетолазно-трансальдолазных реакций (Boros et al. 1997; Lee et al. 1998).

В солидных опухолях ацетил-коэнзим А берется из кетоновых тел (ацетоацетат и бета-гидроксибутират) и углерода глюкозы. Обнаружены отчетливые корреляции между потреблением глюкозы и продукцией лактата опухолями и между потреблением глюкозы и уровнем секреции жирных кислот Kallinowski et al. 1987, 1988; Vaupel et al. 1987; Eigenbrodt et al. 1998a). В митохондриях оксалоацетат и ацетил-коэнзим А конденсируются для образования цитрата, который, в свою очередь, транспортируется в цитозоль. В цитозоле цитрат может быть превращен в глютамат и освобожден в виде глютамата или глютамина. Преобладающая часть в дальнейшем превращается в ацетил-коэнзим А и оксалоацетат за cчет АТФ цитратлиазы. Оксалоацетат затем превращается в малат и пируват за счет малатдегидрогеназы и НАДФ+-зависимой малат декарбоксилазы. Ацетил-коэнзим А и НАДФ, полученные в малат декарбоксилазной реакции, вовлекаются в синтез жирных кислот. Синтезированные жирные кислоты могут быть использованы для образования фосфолипидов или высвобождены из клетки. Высвобожденные из клеток глютамат, аланин, глицин и жирные кислоты способны подавлять функции иммунных клеток (Eck et al. 1989; Grimm et al. 1994, 1995; Jiang et al. 1998; Wheeler et al. 1999). Часть ацетата, необходимого для синтеза глютамата, поступает из кетоновых тел. Глютамат может быть превращен в глюкозу в печени и почках. Это может объяснять, почему опухолевые больные становятся кахектичными без развития гипокальциемии или кетоза. Насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты ингибируют 6-фосфофрукто-1-киназу и М2-ПК (Marchut et al. 1986). Поэтому в будущем было бы интересно узнать, могут ли жирные кислоты тормозить опухолевый рост, влияя на гликолиз.

У опухолевых и иммунных клеток в особенностях метаболизма есть много общего – высокая активность гликолиза и глютаминолиза, позволяющая им проникать в области с низким содержанием кислорода и глюкозы. Поэтому для разработки новых иммунотерапевтических подходов очень важно получить дальнейшую информацию о метаболических взаимодействиях между этими типами клеток (Sebolt & Weber 1984; Brand et al. 1987; Newsholme & Calder, 1997; Kew et al. 1999).

Список литературы

  1. Alkinson DE & Fall L (1967) Adenosine triphosphate conserva tion in biosynthetic regulation. The Journal of Biological Chemistry 10, 3241-3242.
  2. Atkinson DE & Walton CM (1967) Adenosine triphosphate conservation in metabolic regulation. The Journal of Biological Chemistry 10, 3239-3241.
  3. Aulwurm UR & Brand KA (2000) Increased formation of reactive oxygen species due to glucose depletion in primary cultures of rat thymocytes inhibits proliferation. European Journal of Biochemistry 267, 5693-5698.
  4. Bereiter-Hahn J, MUnnich A & Woiteneck P (1998) Dependence of energy metabolism on the density of cells in culture. Cell Structure and Function. 23, 85-93.
  5. Bond CJ, Jurica MS, Mesecar A & Stoddard BL (2000) Determinants of allosteric activation of yeast pyruvate kinase and identification of novel effectors using computational screening. Biochemistry 39, 15333-15343.
  6. Boros LG, Puigjaner J, Cascante M, Lee WNP, Brandes JL, Bassilian S, Yusuf FI, Williams RD, Muscarella P, Melvin WS & Schirmer WJ (1997) Oxythiamine and dehydroepiandroster- one inhibit the nonoxidative synthesis of ribose and tumor cell proliferation. Cancer Research 57, 4242-4248.
  7. Bosca L & Corredor C (1984) Is phosphofructokinase the rate limiting step of glycolysis? Trends in Biochemical Sciences 9, 372-373.
  8. Brand K, von Hintzenstem J, Langer K & Fekl W (1987) Pathways of glutamine and glutamate metabolism in resting and proliferating rat thymocytes: Comparison between free and peptide-bound glutamine. Journal of Cellular Physiology 132 , 559-564.
  9. Brazill DT, Thorner J & Martin S (1997) Mckl, a member of the glycogen synlhase kinase 3 family of protein kinases, is a negative regulator of pyruvate kinase in the yeast Sacchar- omyces cerevisiae. Journal of Bacteriology 179, 4415-4418.
  10. Chesney J, Mitchell R, Benigni F, Bacher M, Spiegel L, Al-Abed Y, Ran JH, Metz C & Bucala R (1999) An inducible gene product for 6-phosphofructo-2-kinase with an AU-rich instability element: role in tumor cell glycolysis and the Warburg effect. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 96, 3047-3052.
  11. Chopade BA, Shankar S, Sundin GW, Mukhopadhyay S & Chakrabaoy AM (1997) Characterization of membrane- associated pseudomonas aeruginosa ras-like protein Pra, a GTP-binding protein that forms complexes with truncated nucleoside diphosphate kinase and pyruvate kinase to modulate GTP synthesis. Journal of Bacteriology 179, 2181-2188.
  12. Durante P, Gueoning MA, Darville Ml, Hue L & Rousseau GG (1999) Apoptosis induced by growth factor withdrawal, in fibroblasts overproducing fructose 2,6-bisphosphate. FEES Letters 448, 239-243.
  13. Eck HP, Drings P & Droge W (1989) Plasma glutamate levels, lymphocyte reactivity and death rate in patients with bronchial carcinoma. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 115,571-574.
  14. Eigenbrodt E, Fister P & Reinacher M (1985) New perspectives on carbohydrate metabolism in tumor cells. In Regulation O f Carbohydrate Metabolism, pp. 141-179 [R Beitner, editor] Boca Raton, FL: CRC Press.
  15. Eigenbrodt E, Reinacher M, Scheefers-Borchel U, Scheefers H & Friis RR (1992) A double role for pyruvate kinase type M2 in the expansion of phosphometabolite pools found in tumor cells In Critical Reviews in Oncogenesis, pp. 91-115 [M Perucho, editor], Boca Raton, FL: CRC Press.
  16. Eigenbrodt E, Gerbracht U, Mazurek S, Presek P & Friis R (1994) Carbohydrate metabolism and neoplasia: New perspectives for diagnosis and therapy. In Biochemical and Molecular Aspects of Selected Cancers, pp. 311-381 [TG Pretlow and TP Pretlow, editors]. San Diego: Academic Press volume 2.
  17. Eigenbrodt E, Kallinowski F, Ott M, Mazurek S & Vaupel P (1998a) Pyruvate kinase and the interaction of amino acid and carbohydrate metabolism in solid tumors. Anticancer Research 18, 3267-3274.
  18. Eigenbrodt E, Mazurek S & Friis RR (1998) Double role of pyruvate kinase type M2 in the regulation of phosphometaboliie pools. In Cell Growth and Oncogenesis, pp. 15-30 [P Bannasch, D Kanduc, S Papa and JM Tager, editors], Basel, Switzerland: Birkhauser Verlag.
  19. Engel M, Seifert M, Theisinger B, Seyfert U & Welter C (1998) Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase and Nm23-Hl/nu cleoside diphosphate kinase A, The Journal of Biological Chemistry 273, 20058-20065.
  20. Gosalvez M, Perez-Garcia J & Weinhouse S (1974) Competition for ADP between pyruvate kinase and mitochondrial oxidative phosphorylation as a control mechanism in glycolysis. European Journal of Biochemistry 46, 133-140.
  21. Grimm H, Tibell A, Norrlind B, Blecher C, Wilker S & Schwemmle K (1994) Immunoregulation by parenteral lipids: impact of the n-3 to n-6 fatty acid ratio. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition 18, 417-421.
  22. Grimm H, Tibell A, Norrlind B, Schott J & Bohle RM (1995) Nutrition and allorejection impact of lipids. Transplant Immunology 3, 62-67.
  23. Hess B (1963) Control of metabolic rates. In Control in Respiration and Fermentation, pp. 333-350 [B Hess and B Wright, editors]. New York: Ronald Press.
  24. Jiang WG, Bryce RP & Horrobin DF (1998) Essential fatty acids: molecular and cellular basis of their anti-cancer action and clinical implications. Critical Reviews in Oncology/Hematol ogy 27, 179-209.
  25. Kallinowski F, Fortmeyer HP, Runkel S & Vaupel P (1987) Substrate utilization of human tumor xenografts in vivo. - Journal of Nutritional Growth Cancer 4, 155-166.
  26. Kallinowski F, Vaupel P, Runkel S, Berg G, Fortmeyer HP, Baessler KH & Wagner K (1988) Glucose uptake, lactate release, ketone body turnover, metabolic micromilieu, and pH distributions in human breast cancer xenografts in nude rats- Cancer Research 48, 7264-7272.
  27. Kew S, Wells SM, Yaqoob P, Wallace FA, Miles EA & Calder PC (1999) Dietary glutamine enhances murine T-lymphocyte responsiveness. Journal of Nutrition 129, 1524-1531. Lee WNP, Byerley LO, Bassilian S, Ajie HO, Clark I, Edmond J & Bergner EA (1995) Isotopomer study of lipogenesis in human hepatoma cells in culture: contribution of carbon and reducing hydrogen from glucose. Analytica Biochemica 226. 100-112.
  28. Lee WNP, Boros LG, Puigjaner J, Bassilian S, Lim S & Cascante M (1998) Mass isotopomer study of the nonoxidative pathways of the pentose cycle with [1.2-13C2] glucose. American Journal of Physiology 274, E843-E851.
  29. Live TR & Kaminskas E (1975) Changes in adenylate energy charge in Ehrlich ascites tumor cells deprived of serum, glucose, or amino acids. The Journal of Biological Chemistry - 250, 1786-1789.
  30. Luesink EJ, Beumer CMA, Kuipers OP & De Vos WM (1999) Molecular characterization of the lactococcus lactis ptsHl operon and analysis of the regulatory role of HPr. Journal of Bacteriology 181, 764-771.
  31. Maeba P & Sanwal BD (1968) The regulation of pyruvate kinase of Escherichia coli by fructose diphosphate and adenylic acid. The Journal of Biological Chemistry 243, 448-450.
  32. Marchut E, Gumfnska M & Kdryna T (1986) The inhibitory effect of various fatty acids on aerobic glycolysis in Ehrlich ascites tumour cells. Acta Biochimica Polonica 33, 7-16. Mazurek S, Hugo F, Failing K & Eigenbrodt E (1996) Studies on associations of glycolytic and glutaminolytic enzymes in MCF-7 cells: role of p36. Journal of Cellular Physiology 167, 238-250.
  33. Mazurek S, Boschek CB & Eigenbrodt E (1997o) The role of phosphometabolites in cell proliferation, energy metabolism, and tumor therapy. Journal of Bioenergetics and Biomem- branes 29, 315-330.
  34. Mazurek S, Michel A & Eigenbrodt E (1997&) Effect of extracellular AMP on cell proliferation and metabolism of breast cancer cell lines with high and low glycolytic rates. The Journal of Biological Chemistry 272, 4941-4952. Mazurek S, Grimm H, Wilker S, Leib S & Eigenbrodt E (1998) Metabolic characteristics of different malignant cancer cell lines. Anticancer Research 18, 3275-3282. Mazurek S, Weise G, Wiist G, Schafer-Schwebel A, Eigenbrodt E & Friis RR (1999a) Energy metabolism in the involuting mammary gland, in vivo 13, 467-478.
  35. Mazurek S, Eigenbrodt E, Failing K & Steinberg P (I999b) Alterations in the glycolytic and glutaminolytic pathways after malignant transformation of rat liver oval cells. Journal of Cellular Physiology 181, 136-146.
  36. Mazurek S, Grimm H, Oehmke M, Weisse G, Teigelkamp S & Eigenbrodt E (2000) Tumor M2-PK and glutaminolytic enzymes in the metabolic shift of tumor cells. Anticancer Research 20, 5151-5154.
  37. Mazurek S, Zwerschke W, Jansen-Durr P & Eigenbrodt E (2001) Effects of the HPV-16 E7 oncoprotein on glycolysis and glutaminolysis: Role of pyruvate kinase type M2 and the glycolytic enzyme complex. Biochemical Journal, 356,247-256.
  38. McKeehan WL (1982) Glycolysis, glutaminolysis and cell proliferation. Cell Biology International Reports 6, 635-650.
  39. Melo RF, Stevan FR, Campello AP, Camieri EGS & Martineili de Oliveira MB (1998) Occurrence of the crabtree effect in Hela cells. Cell Biochemistry and Function 16, 99-105.
  40. Nelson DL & Kornberg A (1970a) Biochemical studies of bacterial sporulation and germination. Phosphate metabolism during sporulation. The Journal of Biological Chemistry 245,1137-1145.
  41. Nelson DL & Kornberg A (1970b) Biochemical studies of bacterial sporulation and germination. Phosphate metabolism during germination. The Journal of Biological Chemistry 245, 1146-1155.
  42. Newsholme EA & Raider PC (1997) The proposed role of glutamine in some cells of the immune system and speculative consequences for the whole animal. Nutrition 13, 728-730.
  43. Nguyen TN, Wang HJ, Zalzal S, Nanci A & Nabi IR (2000) Purification and characterization of beta-actin-rich tumor cell pseudopodia: role of glycolysis. Experimental Cell Research 258, 171-183.
  44. Oremek CM, Teigelkamp S, Kramer W, Eigenbrodt E & Usadel K.-H (1999) The pyruvate kinase isoenzyme tumor M2 (Tu M2-PK) as a tumor marker for renal carcinoma. Anticancer Research 19, 2599-2602.
  45. Perez JX, Roig T, Manzano A, Dalmau M, Boada J, Ventura F, Rosa JL, Bermudez J & Bartrons R (2000) Overexpression of fructose 2,6-bisphosphatase decreases glycolysis and delays cell cycle progression. American Journal of Physiological Cell Physiology 279, C1359-C1365.
  46. Pizer ES, Chrest FJ, DiGiuseppe JA & Man WH (1998) Pharmacological inhibitors of mammalian fatty acid synthase suppress DNA replication and induce apoptosis in tumor cell lines. Cancer Research 58, 4611-4615.
  47. Popanda O, Fox G & Thielmann HW (1998) Modulation of DNA polymerases a, B and e by lactate dehydrogejiase and 3-phosphoglycerate kinase. Biochimica et Biophyxfaa Acta 1397, 102-117.
  48. Presek P, Reinacber M & Eigenbrodt E (1988) Pyruvale kinase type M2 is phosphorylated at tyrosine residues in cells transformed by Rous sarcoma virus. FEBS Letters 242, 194-198.
  49. Punnonen K, Hietanen E, Auvinen O & Punnonen K (1989) Phospholipids and fatty acids in breast cancer tissue. Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 115, 575-578.
  50. Rhaese H-J, Grade R & Dichtelmiiller H (1976) Studies on the control of development. European Journal of Biochemistry 64, 205-213.
  51. Schramm A, Siebers B, Tjaden B, Brinkmann H & Hensel R (2000) Pyruvate kinase of the hyperthermophilic Crenarchaeote Thermoproteus tenax: Physiological role and phylogenetic aspects. Journal of Bacteriology 182, 2001-2009.
  52. Sebolt JS & Weber G (1984) Negative correlation of L-glutamine concentration with proliferation rate in rat hepatomas. Life Sciences 34, 301-306.
  53. Shim H, Chun YS, Lewis BC & Dang CV (1998) A unique glucose dependent apoptotic pathway induced by c-Myc. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 95, 1511-1516.
  54. Teusink B, Walsh MC, van Dam K & Westerhoff HV (1998) The danger of metabolic pathways with turbo design. Trends in Biochemical Sciences 23, 162-169.
  55. Thevelein JM & Hohmann S (1995) Trehalose synthase: guard to the gate of glycolysis in yeast? Trends in Biochemical Sciences 20, 3-10.
  56. Thomas S & Fell DA (1998) A control analysis exploration of the role of ATP utilisation in glycolytic-flux control and glycolytic metabolite concentration regulation. European Journal of Biochemistry 258, 956-967.
  57. Tuominen FW & Bemiohr RW (1971) Pyruvate kinast of the spore-forming bacterium, Bacillus licheniformis. The Journal of Biological Chemistry 246, 1746-1755.
  58. Valle F, Munoz E, Ponce E, Flores N & Bolivar F (1996) Basic and applied aspects of metabolic diversity: the phosphoenopyruvate node. Journal of Industrial Microbiology 17,458-462.
  59. Vaupel P, Fortmeyer HP, Runkel S & Kallinowski F (1987) Blood flow, oxygen consumption, and tissue oxygemcion of human breast cancer xenografts in nude rats. Cancer Search 47, 3496-3503.
  60. Wang H & Iynedjian PB (1997) Acute glucose intolerance in insulinoma cells with unbalanced overexpression of gluco kinase. The Journal of Biological Chemistry 272, 25731 -25736.
  61. Wheeler MD, Ikejema K, Enomoto N, Stacklewitz RF, Swbra V, Zhong Z, Yin M, Schemmer P, Rose ML, Rusyn I, Bradford B & Thurman RG (1999) Glycine: a new anti-inflammatory immuno nutrient. Cellular Molecular Life Sciences 56, 843-856.
  62. Zwerschke W, Mazurek S, Massimi P, Banks L, Eigenbrott E & Jansen-Durr P (1999) Modulation of type M2 pyruvate kinase activity by the human papillomavirus type 16 E7 oncoprotein. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA 96, 1291-1296.

 

Сайт медицины критических состояний
www.critical.ru
Полное оглавление