CT23通过调节H6PD表达影响磷酸戊糖途径调控肝细胞癌细胞凋亡

目的:探讨癌-睾丸抗原23(CT23)参与磷酸戊糖途径(PPP)调控,促进肝细胞癌(HCC)细胞凋亡的分子机制。方法:通过全转录组测序、葡萄糖消耗检测、乳酸生成分析、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)生成检测、活性氧(ROS)生成分析和线粒体示踪等方法探讨CT23与PPP的关系;蛋白质印记法(western blotting)及实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测敲低CT23的HCC细胞中已糖-6-磷酸脱氢酶(H6PD)表达量变化,TUNEL法分析细胞凋亡。结果:CT23与PPP有关;与control组相比,shCT23组HCC细胞葡萄糖消耗减少,乳酸生成水平降低,NADPH生成水平降低,ROS水平升高,细胞凋亡增加,H6PD mRNA水平降低,H6PD蛋白水平降低(均P<0.05);电镜下细胞形态发生变化并伴随线粒体损伤;与shCT23组相比,shCT23+H6PDOE组HCC细胞H6PD蛋白水平升高,葡萄糖消耗增多,乳酸生成水平升高,NADPH生成水平升高,细胞凋亡减少(均P<0.05)。结论:CT23通过H6PD增强PPP促进HCC细胞凋亡。

磷酸戊糖途径抑制感光细胞凋亡及分子机制的研究进展

感光细胞是一种特殊的神经上皮细胞,在视觉信号的产生和传导中具有重要作用,其主要通过大量摄取葡萄糖进行糖代谢以满足生理需求。而感光细胞凋亡,则是视网膜疾病导致患者盲的共同原因,该过程伴有氧化应激和合成代谢的改变。近期研究发现,糖代谢的重要分支——磷酸戊糖途径,在上述病理发展中起重要作用。其产物烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)作为感光细胞中重要的供氢体,参与物质合成代谢,对抗氧化应激,进而抑制感光细胞的凋亡。本文将从代谢活动和分子通路的角度,针对磷酸戊糖途径抑制感光细胞凋亡的作用机制进行综述,以期为临床科研工作提供参考。

人参皂苷Rg3通过抑制mTOR通路介导的磷酸戊糖途径对肺癌细胞的放射增敏作用

目的探讨人参皂苷Rg3通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路介导的磷酸戊糖途径(PPP),对肺癌细胞放射敏感性的影响。方法以0、10、20、40、60、80 mg/L的人参皂苷Rg3处理肺癌细胞A549;MTT法检测细胞增殖情况;将细胞分为对照组(正常培养,不照射)、放射组(X射线照射处理)、人参皂苷Rg3组(60 mg/L人参皂苷Rg3,不照射)、联合组(X射线照射+60 mg/L人参皂苷Rg3)、激活剂组(X射线照射+60 mg/L人参皂苷Rg3+100 nmol/L mTOR通路激活剂MHY1485);均为加入相对应药物培养48 h后放射组、联合组和激活剂组采用8 Gy X射线照射。平板克隆实验检测各组细胞克隆形成率;酶联免疫吸附试验(ELISA)测定各组细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)水平;DCFH-DA荧光探针法检测细胞内活性氧(ROS)水平;流式细胞仪检测细胞凋亡;γ-H2AX免疫荧光染色分析DNA损伤修复情况;Western blot检测细胞中mTOR、p-mTOR、增殖细胞核抗原(PCNA)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、胱天蛋白酶3(caspase-3)、γ-H2AX蛋白的表达。结果人参皂苷Rg3以剂量依赖性的方式抑制A549细胞的增殖(P<0.05);与对照组比较,放射组、人参皂苷Rg3组细胞克隆形成率、G6PD、ROS、NADPH水平下降,p-mTOR/mTOR、PCNA蛋白表达水平降低,细胞凋亡率、γ-H2AX焦点数、Bax、caspase-3、γ-H2AX蛋白表达水平升高(P<0.05);与放射组、人参皂苷Rg3组比较,联合组细胞克隆形成率、G6PD、ROS、NADPH水平下降,p-mTOR/mTOR、PCNA蛋白表达水平降低,细胞凋亡率、γ-H2AX焦点数、Bax、caspase-3、γ-H2AX蛋白表达升高(P<0.05);与联合组比较,激活剂组细胞克隆形成率、G6PD、ROS、NADPH水平升高,p-mTOR/mTOR、PCNA蛋白表达水平升高,细胞凋亡率、γ-H2AX焦点数、Bax、caspase-3、γ-H2AX蛋白表达水平降低(P<0.05)。结论人参皂苷Rg3发挥抑制肺癌作用可能是通过抑制mTOR介导的PPP实现的。

一种新型中药配方通过触发磷酸戊糖途径依赖的氧化应激抑制非小细胞肺癌

背景与目的非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)是世界范围内死亡率较高的恶性肿瘤之一。一种新型中药配方(novel Chinese medicine formula-01,NCHF-01)在治疗NSCLC方面已显示出显著的临床疗效,但此配方治疗NSCLC的作用机制尚不完全清楚。本研究拟探讨中药配方抑制NSCLC的作用及其分子机制。方法建立Lewis肺癌细胞(lewis lung cells,LLC)荷瘤小鼠,检测NCHF-01抑制肿瘤的效果;苏木素-伊红(hematoxylin-eosin staining,HE)染色检测LLC荷瘤小鼠组织器官的形态变化;NCHF-01处理NSCLC细胞,MTT和结晶紫染色实验检测其对细胞活力和增殖的影响;流式细胞术检测细胞周期、凋亡和活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平;网络药理学预测其抑制NSCLC的作用机制;Western blot和免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)检测相关蛋白的表达。结果NCHF-01能够抑制LLC荷瘤小鼠肿瘤的生长,并对其他组织器官无明显毒副作用;NCHF-01能够抑制细胞活力和增殖,诱导细胞的G2/M期停滞和细胞凋亡,促进细胞内ROS水平的升高;网络药理学分析显示,NCHF-01通过氧化应激和中枢碳代谢等多种生物学过程发挥抗NSCLC作用;NCHF-01能够降低磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway,PPP)关键酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶(6-phosphate glucose dehydrogenase,G6PD)和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(6-phosphogluconate dehydrogenase,6PGD)的蛋白表达以及酶活性。结论NCHF-01能够通过PPP依赖的氧化应激抑制NSCLC。

生物化学与分子生物学线上线下混合式教学设计与探讨——以磷酸戊糖途径为例

生物化学与分子生物学是一门运用化学的理论和方法来研究生命现象,从分子水平探讨生命现象化学本质的科学,是医学、药学、生物学等专业的重要核心基础课程。当前,该课程在国内大多数高等医药院校还是以传统教学为主,教学效率难以提高。线上线下混合式教学作为当前颇具影响力的新型教学模式,受到大力推广和应用。该文以糖代谢章节中的“磷酸戊糖途径”为例,探索生物化学与分子生物学课程的线上线下混合式教学模式,旨在提高本课程的教学质量和人才培养质量。

牛蒡子苷元通过调控miR-1靶向干预磷酸戊糖途径对人卵巢癌SKOV3细胞的影响

目的:探讨牛蒡子苷元(ARG)通过调控微小RNA-1(miR-1)靶向干预磷酸戊糖途径防治人卵巢癌SKOV3细胞的作用机制。方法:CCK-8法检测ARG对SKOV3细胞活力的抑制率并筛选药物浓度;划痕实验检测细胞迁移能力;集落实验检测各组细胞增殖能力;乳酸和ATP含量测定试剂盒检测各组细胞乳酸含量、ATP含量;DCFH-DA标记法检测细胞内活性氧(ROS)的水平;荧光实时定量PCR法检测各组细胞葡萄糖转运蛋白3(GLUT3)、丙酮酸激酶M2型(PKM2)、6-磷酸果糖激酶(PFK)、6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)和转酮醇酶(TKT)的mRNA表达水平;Western blot检测各组细胞GLUT3、PKM2、PFK、G6PD和TKT蛋白表达水平。结果:与对照组相比,ARG组对细胞有显著抑制作用,且ARG浓度为10 mg/L干预48 h时抑制效果最好;迁移能力和增殖能力显著降低(P<0.01);乳酸含量显著降低(P<0.01),ATP含量显著升高(P<0.05),ROS的含量显著升高(P<0.01),GLUT3、PKM2、PFK、G6PD和TKT的mRNA及蛋白表达水平显著下降(P<0.01);与ARG组相比,ARG+miR-1 inhibitorNC组各项结果均无显著改变(P>0.05);与ARG+miR-1 inhibitor NC组相比,ARG+miR-1 inhibitor组对细胞有显著抑制作用,ARG浓度为10 mg/L干预48 h后,细胞抑制效果最好;迁移能力及增殖能力显著增强(P<0.01);乳酸含量显著升高(P<0.01),ATP及ROS的含量显著降低(P<0.01),GLUT3、PKM2、PFK、G6PD和TKT的mRNA及蛋白表达水平显著升高(P<0.01)。结论:ARG可能通过调控miR-1靶向干预磷酸戊糖途径对人卵巢癌SKOV3细胞具有抑制作用。

西洋参种子休眠解除与磷酸戊糖途径关系的研究

目的 探讨磷酸戊糖代谢途径与西洋参种子休眠解除的关系。方法 用紫外分光光度法测定葡萄糖 - 6 -磷酸脱氢酶 (G6 PDH)的活性 ,在 340 nm处测定吸光度 ,以每克鲜重 5 m in吸光度的变化△ D340 /gfw· 5 m in表示酶活性的大小。结果 层积初期 ,西洋参种子 G6 PDH活性水平很低 ;进入生理后熟期后 ,G6 PDH活性迅速持续升高。G6 PDH是磷酸戊糖途径 (PPP)的关键酶 ,G6 PDH的活性大小是 PPP的限制因子。仅仅从 G6 PDH酶活性的变化尚不能肯定 PPP就与参洋参种子休眠的解除有关。进一步的实验表明 ,呼吸抑制剂 Na N3可以增加西洋参种子萌发过程中 G6 PDH的活性 ,加速西洋参种子休眠的解除 ,且低温能促进 Na N3的这种作用。结论 西洋参种胚后熟过程中 ,随着种胚的迅速生长 ,PPP在糖代谢途径中的作用越来越大 。

糖尿病患者外周血白细胞磷酸戊糖途径代谢与呼吸爆发的关系

目的观察2型糖尿病患者外周血白细胞磷酸戊糖途径(PPP)关键酶———葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)活性、还原型辅酶Ⅱ(NADPH)产量及呼吸爆发功能的变化,探讨糖尿病患者易感染的可能机制。方法检测2型糖尿病患者外周血白细胞G6PD活性、NADPH含量,并通过检测白细胞活性氧(ROS)产量观察其呼吸爆发功能,研究白细胞外不同浓度糖环境对细胞呼吸爆发功能的影响。结果与正常人比较,糖尿病患者外周血白细胞G6PD活性、NADPH产量及ROS含量均明显降低。结论血糖控制不良引起糖尿病患者白细胞内PPP途径代谢紊乱,G6PD活性下降从而导致其白细胞呼吸爆发功能障碍,这可能是糖尿病患者易于感染的主要原因之一。

磷酸戊糖途径的调节对红豆杉细胞生长及紫杉醇合成的影响

在正常的红豆杉细胞悬浮培养过程 ,葡萄糖 - 6-磷酸脱氢酶 (G6PDH)活性的变化趋势与生物量的基本相似。而在chitosan处理的细胞中G6PDH活性升高而生物量下降。 1 0 0mg .L- 1 chitosan和 5 0 0mg .L- 1 chitosan均对细胞G6PDH具有诱导作用 ,且后者的诱导强度较前者的高。乙二醇双 2 氨基乙基醚四乙酸 (EGTA)的加入降低chitosan对细胞G6PDH的诱导程度 ,显示chitosan对G6PDH的诱导需要Ca2 +的参与。谷胱甘肽 (GHS)的处理可反馈抑制chitosan对细胞G6PDH的诱导。通过分析调节后G6PDH的各种活性与细胞中紫杉醇产量的关系 ,认为采用合适的处理方法调节磷酸戊糖途径 。

涝渍逆境对玉米根系磷酸戊糖途径的影响

涝渍胁迫下玉米幼苗根系磷酸戊糖途径占总呼吸的百分率增加,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性升高;次生根的增幅大于初生根。耐涝品种与不耐涝品种相比根内磷酸戊糖途径的增强没有明显差异,但玉米与水稻相比,上述增值与二者的耐涝性一致。

［1，6—^（13）C_2，6，6—~2H_2］葡萄糖单独保温测量磷酸戊糖支路的

［１，６—^（１３）Ｃ_２，６，６—~２Ｈ_２］葡萄糖单独保温测量磷酸戊糖支路的活性布仑Ｄ．劳斯著郭桂云译在单独保温情况下，用同位素取代用同位素标记的葡萄糖分子Ｄ－（１，６－１３Ｃ２，６，６－２Ｈ２］，测量磷酸戊糖支路（ＰＰＰ）和糖酵解作用的相对活性。由...

海栖热袍菌磷酸戊糖变位酶基因克隆表达及发酵条件优化

目的从嗜热微生物海栖热袍菌中克隆磷酸戊糖变位酶基因,实现其在大肠杆菌中的表达。方法以海栖热袍菌基因组DNA为模板,利用PCR技术扩增获得编码磷酸戊糖变位酶蛋白基因(ppm),连接到具有T7强启动子的p ET-32a质粒中,构建重组工程菌E.coli BL 21(DE3){p ET-32a-Tmppm}。通过Plackett-Burman设计、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验方法优化工程菌发酵条件,构建回归方程。结果双酶切鉴定、测序分析和十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)证实海栖热袍菌磷酸戊糖变位酶基因可在工程菌中表达。最佳发酵条件为诱导种龄0.6,诱导温度22.5℃,诱导时间13 h,异丙基β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)浓度0.45 mmol/L,培养基初始p H 7.6,接种量2.25%。结论发酵条件优化后磷酸戊糖变位酶表达量大幅提高。实验结果为该酶的性质研究和应用提供了支撑。

磷酸戊糖途径与肿瘤代谢的研究进展

肿瘤是一种代谢性疾病,2010年Warburg教授重新定义了肿瘤细胞代谢的十大特征,其中就包括了异常代谢[1]。随着对肿瘤研究的深入,肿瘤细胞的代谢在肿瘤发生、发展的过程中发挥越来越重要的作用,肿瘤细胞的代谢具有明显的异质性,这可能与肿瘤细胞独特的生存环境有关。

基于抗氧化酶和磷酸戊糖的克雷伯氏杆菌重金属抗性机理

为了探索克雷伯氏杆菌的重金属抗性机理,提取Ag+、Pb2+和Cr3+胁迫后克雷伯氏杆菌的胞内蛋白,利用双向电泳技术和质谱技术分离、解析、鉴定特异性蛋白质斑点。结果表明,不同重金属离子胁迫后克雷伯氏杆菌的蛋白质斑点在数量和表达量上有较大的差异,但存在3个表达新增和10个表达关闭的共同蛋白斑点,质谱鉴定结果表明特异表达蛋白质与抗氧化系统、能量代谢调节机制有关。研究表明,克雷伯氏杆菌受到重金属胁迫后启动过氧化氢酶的表达,同时通过关闭胞内原有碳分解代谢途径、开启磷酸戊糖途径等相应的应急系统获取能量,降低重金属离子对细胞的毒害作用。

高血糖及血糖波动对白细胞磷酸戊糖途径及活性氧产量的影响

目的探讨高血糖及血糖波动对2型糖尿病（T2DM）患者外周血白细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）活性、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）水平及活性氧（ROS）产量的影响，了解机体白细胞磷酸戊糖途径和ROS产量的变化。方法根据口眼葡萄糖耐量试验（OGTT）结果将试验对象分为正常糖耐量（NGT）组与T2DM组，选择OGTF120min作为观察点，用120min与0min血糖的差值表示血糖波动性，用细菌产物N-甲酰基-甲硫氨酰基-亮氨酰基苯丙氨酸（fMLP）激活白细胞，使之发挥杀伤功能，四氮唑蓝定量测定法检测G6PD活性；紫外分光光度计在340nm处检测细胞裂解上清液吸光值，计算白细胞内NADPH含量；流式细胞仪检测ROS水平。结果与NGT组相比，T2DM组0min与120min的G6PD活性、NADPH及ROS水平均明显降低（P〈0．05）；与0min相比，120min时T2DM组白细胞的G6PD活性、NADPH及ROS水平均明显降低（P〈0．05），NGT组差异无统计学意义（P〉0．05）；T2DM组血糖差值（△Glu）与△G6PD、△NADPH和△ROS呈明显相关性（P〈0．05）；NGT组△Glu与上述指标无明显相关性（P〉0．05）。结论血糖波动严重干扰T2DM患者白细胞的磷酸戊糖途径，使其ROS的产量显著下降，严重损害T2DM患者抗感染能力。

牛胚胎中磷酸戊糖和恩伯顿—迈耶霍夫代谢途径的活力测定

本实验对8-细胞到孵化囊胚各阶段的牛胚胎的磷酸戊糖代谢途径(Pentose Phosphate Pathway,PPP)和恩伯顿-迈耶霍夫代谢途径(Embden-Meyerhof Pathway,EMP)的活力进行了定量测定。在屠宰场收集经FSH超排母牛的子宫角或输卵管,冲洗得不同发育阶段的胚胎。

“思政引领、科研育人”的生物化学课程建设——“戊糖磷酸途径的调控与人类健康”微课教案

教学背景生物化学是研究构成生命体的生物分子的基本结构及其代谢变化的学科,是生物类专业最重要的专业基础课。学生打下扎实的生物化学基础,对于后续细胞生物学、分子生物学、基因工程等课程的学习,以及科研实践能力的培养至关重要。戊糖磷酸途径是生物化学教学中的重点内容之一,该途径是联系糖分解代谢和其他生物分子合成的关键环节。学生在已经掌握该途径的地位、过程、特点和意义的基础上,还可进行拓展延伸学习,具体包括代谢途径调控的基本规律,基因表达调控对代谢途径的影响,以及林业行业特色小分子化合物在代谢调控方面的价值和实际意义。

脂联素球状结构域对3T3-L1脂肪细胞磷酸戊糖途径关键酶表达的影响

目的:通过探讨脂联素球状结构域(gAd)对3T3-L1脂肪细胞磷酸戊糖途径关键酶表达的影响,进而探讨gAd促进脂肪细胞摄取的葡萄糖是否经磷酸戊糖途径代谢。方法:用gAd干预分化成熟的3T3-L1脂肪细胞,干预结束后测定细胞残液的葡萄糖浓度,并以实时荧光定量PCR(RT-PCR)法检测各组细胞磷酸戊糖途径关键酶葡萄糖-6-磷酸酶(G6PD)转录水平的表达情况,进行统计学分析。结果:各实验组细胞残液中葡萄糖浓度均显著低于对照组(均P<0.01);各实验组G6PD转录水平的表达与对照组相比无差别(F=1.545,P=0.248)。结论:gAd能够促进3T3-L1脂肪细胞摄取胞外葡萄糖,但未导致G6PD转录水平的变化,提示摄取到细胞内的葡萄糖可能不经磷酸戊糖途径进行分解代谢。

系列过表达非氧化磷酸戊糖途径基因对重组酿酒酵母菌株木糖代谢的影响

【目的】通过系统研究一个、两个及多个非氧化磷酸戊糖(PP)途径基因组合过表达对酿酒酵母木糖代谢的影响,以优化重组菌株的构建过程,构建高效的木糖代谢酿酒酵母菌株。【方法】在酿酒酵母中双拷贝过表达上游代谢途径的关键酶(木糖还原酶XR,木糖醇脱氢酶XDH,木酮糖激酶XKS),在此基础上构建了一系列PP途径基因过表达菌株,并对其木糖发酵性能进行比较研究。【结果】木糖发酵结果显示,不同组合过表达PP途径基因能不同程度改善重组菌株的木糖发酵性能。其中,过表达PP途径全部基因(RKI1,RPE1,TAL1和TKL1)使菌株的发酵性能最优,其乙醇产率和产量较对照菌株分别提高了39.25%和12.57%,同时较其他基因组合过表达菌株也有不同程度的改善。【结论】通过构建PP途径基因不同组合过表达酿酒酵母菌株,首次对PP途径基因对酿酒酵母木糖代谢的影响进行了系统研究,结果表明,不同组合强化PP途径基因对重组菌株木糖代谢的影响存在差异,相对于其他基因过表达组合,同步过表达PP途径全部基因最有利于碳通量流向乙醇。

清燥救肺汤对肺癌磷酸戊糖能量代谢途径的关键酶G6PD活性及其调控因子的影响

目的:观察清燥救肺汤对肺癌磷酸戊糖能量代谢途径6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)活性及其调控因子的影响,探讨其机制。方法:50只雄性C57BL6J小鼠,通过随机分组,分为模型组、环磷酰胺组、清燥救肺汤高、中、低剂量组,每组10只。右腋下注射Lewis肺癌细胞建立肺癌荷瘤模型,清燥救肺汤高、中、低剂量组分别以11,5.5,2.8 g·kg^-1·d^-1造模前2周开始灌胃给药,环磷酰胺组以50 mg·kg^-1·(2 d)-1腹腔注射给药,模型组以等体积生理盐水灌胃给药,接种后继续给药2周后处死各组小鼠并取瘤组织,酶联免疫吸附测定(ELISA)检测G6PD活性及小鼠活性氧(ROS)含量;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)检测癌组织中还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶亚基单位gp91phox和p22phox mRNA的表达。结果:与模型组比较,清燥救肺汤高、中、低剂量组及环磷酰胺组G6PD活性明显降低(P<0.05,P<0.01);清燥救肺汤高、中、低剂量组及环磷酰胺组ROS含量,NADPH氧化酶亚基单位gp91phox,p22phox mRNA表达显著降低(P<0.01)。结论:清燥救肺汤可能通过抑制NADPH氧化酶表达,减少ROS含量,抑制G6PD的表达,发挥抑制肺癌细胞能量代谢及细胞增殖的功效。