Nature|脑洞大开，乳酸居然是三羧酸循环主要的底物（推荐）

iNature：哺乳动物组织通过血液循环促进营养的供应，包括葡萄糖，氨基酸和各种中间代谢物。在有氧条件下，葡萄糖通常被认为被组织经由三羧酸循环（TCA循环）完全“燃烧”成二氧化碳。或者，葡萄糖可以通过糖酵解厌氧分解代谢成乳酸，这本身也是组织和肿瘤的潜在营养供应。循环乳酸盐或其他代谢中间体作为营养物质的关系尚不清楚。Rabinowitz等人证明在大多数组织和肿瘤中，循环的乳酸是TCA主要的底物。

柠檬酸循环(citricacidcycle):也称为三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle，TCA循环，TCA)，Krebs循环。是用于将乙酰CoA中的乙酰基氧化成二氧化碳和还原当量的酶促反应的循环系统，该循环的第一步是由乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。反应物乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)(一分子辅酶A和一个乙酰相连)是糖类、脂类、氨基酸代谢的共同的中间产物，进入循环后会被分解最终生成产物二氧化碳并产生H，H将传递给辅酶--尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)，使之成为NADH + H+和FADH2。 NADH + H+ 和 FADH2 携带H进入呼吸链，呼吸链将电子传递给O2产生水，同时偶联氧化磷酸化产生ATP，提供能量。

三羧酸循环

真核生物的线粒体和原核生物的细胞质是三羧酸循环的场所。它是呼吸作用过程中的一步，但在需氧型生物中，它先于呼吸链发生。厌氧型生物则首先遵循同样的途径分解高能有机化合物，例如糖酵解，但之后并不进行三羧酸循环，而是进行不需要氧气参与的发酵过程。

糖酵解

糖酵解作用是所有生物细胞糖代谢过程的第一步。糖酵解作用是一个有10个步骤酶促反应的确定序列。在该过程中，一分子葡萄糖会经过十步酶促反应转变成两分子丙酮酸（严格来说，应该是丙酮酸盐，即是丙酮酸的阴离子形式）。糖酵解作用及其各种变化形式发生在几乎所有的生物中，无论是有氧和厌氧。糖酵解的广泛发生显示它是最古老的已知的代谢途径之一。事实上，糖酵解作用及其并行途径戊糖磷酸途径，构成了反应，这些反应发生在还在不存在酶的条件下进行金属催化的太古宙海洋。

糖酵解与三羧酸循环的联系

糖酵解作用可能因此源于生命出现之前世界的化学约束。糖酵解作用发生在大多数生物体中的细胞的胞质溶胶。最常见的和研究最彻底的糖酵解作用形式是双磷酸己糖降解途径（Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称：EMP途径），这是被Gustav Embden（奥托·迈尔霍夫）和Jakub Karol Parnas所发现的。糖酵解作用也指的其他途径，例如，脱氧酮糖酸途径（Entner-Doudoroff途径）各种异型的和同型的发酵途径，糖酵解作用一词可以用来概括所有这些途径。但是，在此处的讨论却是局限于双磷酸己糖降解途径（EMP途径）。

禁食小鼠代谢流

哺乳动物组织通过血液循环促进营养的供应，包括葡萄糖，氨基酸和各种中间代谢物。在有氧条件下，葡萄糖通常被认为被组织经由三羧酸循环（TCA循环）完全“燃烧”成二氧化碳。或者，葡萄糖可以通过糖酵解厌氧分解代谢成乳酸，这本身也是组织和肿瘤的潜在营养供应。循环乳酸盐或其他代谢中间体作为营养物质的关系尚不清楚。

TCA中间物的标记

这里我们系统地检查小鼠中循环代谢物的通量，发现乳酸盐可以作为TCA循环“碳”的主要来源，从而成为能量的主要来源。静脉注射13C标记的营养物质显示，在摩尔的基础上，所有代谢物的乳酸循环转换通量最高，而在喂食的小鼠中，葡萄糖的循环流通量超过葡萄糖的1.1倍，空腹小鼠的血清转运量为2.5倍;乳酸盐主要由葡萄糖转化而成，但也有其他来源。在喂食和禁食的小鼠中，13C标记的乳酸盐，在所有组织中TCA循环中间体被广泛标记（除大脑以外）。在禁食的小鼠（含有肺癌或者胰腺癌）中，循环乳酸对TCA循环中间体的贡献超过葡萄糖，谷氨酰胺在胰腺癌中的贡献比乳酸盐更大。因此，在大多数组织和肿瘤中，循环的乳酸是TCA主要的底物。

原文链接

https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/pdf/nature24057.pdf

猜你喜欢

---

温馨提示：iNature是介绍一流的，最前沿的科研成果，提供专业的完整的同行解析；另外也会介绍全世界知名的实验室及业界大师；同时为公众提供一个了解生命科学及科研过程的平台。扫描或长按下方二维码可关注“Plant_ihuman”，了解科学领域最新研究进展。另外，iNature公众号也开通了“爱科学爱自然”头条号，欢迎大家关注。

投稿、合作、转载以及招聘信息发布等事宜请联系[e-mail] 或微信号“13701829856”。