logo

Пользовательского поиска

Wednesday 26th of September 2018

Неожиданный «поворот» в метаболизме раковой клетки

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
18.09.2010 19:36

1

 

Мэттью Вандер Хейден (Matthew Vander Heiden) (Фото: Patrick Gillooly)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В статье, опубликованной в интернет-издании журнала Science, доцент кафедры биологии и научный сотрудник Института интегративных исследований рака Дэвида Коха (David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research) при Массачусетском технологическом институте (Massachusetts Institute of Technology) Мэттью Вандер Хейден (Matthew Vander Heiden) и ученые Гарвардского университета (Harvard University) сообщают о ранее неизвестном элементе метаболизма раковых клеток. Они установили, что клетки могут использовать альтернативный биохимический путь, ускоряющий их обмен веществ и перенаправляющий побочные продукты обмена на образование строительного материала для построения новых клеток.


Это открытие может помочь ученым в разработке лекарственных препаратов, блокирующих метаболизм раковых клеток, фактически лишая их строительных материалов, необходимых для роста и распространения. Вандер Хейден только что приступил к испытаниям нескольких таких препаратов на мышах.

Так же как деревья можно превратить в бревна для строительства нового дома, а можно в дрова для получения тепла, сахара могут использоваться клеткой для разных целей. В нормальных клетках большинство сахаров сжигается для получения энергии за исключением небольшого количества, используемого для построения чего-либо нового. В противоположность этому раковым клеткам для пролиферации нужны как строительные блоки, так и энергия.

«Если у вас есть целый лес деревьев, вы можете взять все деревья и сжечь их, получив большое количество энергии, но вы ничего не построите», - говорит Вандер Хейден. «Чтобы построить дом, вам нужно сохранить какое-то количество бревен, превратив их в древесину».

Большинство клеток человека сжигают шестиуглеродный сахар глюкозу. В результате длинной цепочки реакций, требующих кислорода, клетки извлекают энергию из сахара и запасают ее в виде АТФ. Клетки используют АТФ для выполнения множества функций, таких как транспортировка молекул в и из клеток, сокращение мышечных волокон и сохранение клеточной структуры.

В норме метаболизм глюкозы протекает в два этапа, первый из которых известен как гликолиз. В течение десятилетий известно, что в раковых клетках осуществляется только гликолиз, в то время как большая часть энергии в виде АТФ вырабатывается на втором этапе.

Новое исследование Хейдена сфокусировано на гликолизе, традиционно рассматриваемом как линейный процесс, проходящий в девять этапов, в ходе которого клетка превращает одну молекулу глюкозы в две молекулы пирувата, органического соединения с тремя атомами углерода. Пируват, как правило, используется во второй фазе метаболизма глюкозы.

«Все считают это само собой разумеющимся», - говорит Вандер Хейден, проводивший исследование как постдокторант в лаборатории профессора Медицинской школы Гарвардского университета (Harvard Medical School) Льюиса Кэнтли (Lewis Cantley), главного автора статьи. Но новое исследование показывает, что «существует другой путь, и этот другой путь, кажется, используется в пролиферирующих клетках». К таким клеткам относятся быстро делящиеся клетки эмбрионов, а также раковые клетки.

Ученым уже известно, что в раковых клетках один тип ключевого метаболического фермента – пируваткиназы - заменен другим. Оба варианта фермента (PKM1 и PKM2) катализируют самую последнюю стадию гликолиза, на которой происходит образование конечного продукта, пирувата, из химического соединения фосфоенолпирувата (phosphoenolpyruvate - PEP).

В новом исследовании ученые установили, что фосфоенолпируват принимает участие в ранее неизвестной обратной связи, «обходящей» заключительный этап гликолиза. В раковых клетках вариант пируваткиназы PKM2 не очень активен, что приводит к накоплению PEP. Это излишнее количество PEP активирует фермент PGAM, катализирующий более раннюю стадию гликолиза. Когда фермент PGAM получает такой дополнительный импульс, он вырабатывает еще больше PEP, создавая положительную обратную связь, при которой чем больше в клетке PEP, тем больше она его вырабатывает.

Наиболее важным результатом этого цикла является то, что клетка нарабатывает большое количество еще одного вещества, образующегося на одной из промежуточных стадий гликолиза. Вандер Хейден предполагает, что это соединение, 3-фосфоглицерат, перенаправляется в синтетический путь, такой как выработка ДНК, которая может стать частью новой раковой клетки. В будущих исследованиях он планирует исследовать, как происходит это перенаправление.

Из результатов исследования можно предположить, что лекарственные препараты, активирующие фермент PKM2, могут оказаться перспективными средствами лечения рака. Если PKM2 активировать, раковые клетки изменят метаболизм PEP, блокируя альтернативный путь и препятствуя выработке новых строительных блоков.

 

 

По материалам

An unexpected twist in cancer metabolism

 

Аннотация к статье: Evidence for An alternative glycolytic Pathway in rapidly proliferating cells

 


Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday93
mod_vvisit_counterYesterday1356
mod_vvisit_counterThis week4310
mod_vvisit_counterLast week13330
mod_vvisit_counterThis month31279
mod_vvisit_counterLast month26517
mod_vvisit_counterAll days4121685

We have: 111 guests, 2 bots online
Your IP: 54.162.15.31
 , 
Today: Сен 26, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.