Все части тела требуют энергии для работы, и эта энергия получается в результате потребления пищи. Как правило, все продукты питания расщепляются на более мелкие фрагменты для выработки источника энергии (АТФ) . АТФ - дает химическую энергию, вырабатываемую путем контролируемого окисления глюкозы и других молекул. Процесс расщепления глюкозы, называемый гликолизом, происходит в цитоплазме клеток млекопитающих.
Глюкоза из пищи поглощается специфическими переносчиками глюкозы на клеточной поверхности и посредством ряда ферментативно-катализируемых реакций, расщепляется до пирувата, конечного продукта гликолиза в аэробных условиях. При недостатке кислорода пируват превращается в лактат (анаэробный гликолиз). Теоретически, одна молекула глюкозы дает две молекулы пирувата и две молекулы АТФ через гликолиз.
Опухолевые клетки зависят исключительно от гликолиза для производства энергии, даже при достаточном количестве кислорода. Отметим, что раковые клетки переключают свой метаболизм на аэробный гликолиз, в отличие от нормальных клеток, которые зависят от окислительного фосфорилирования , необходимого для производства энергии.. Аэробный гликолиз, хотя и менее эффективный, чем классическое окислительное фосфорилирование, обеспечивает быструю подачу АТФ. Промежуточные продукты гликолиза обеспечивают достаточные строительные блоки для синтеза макромолекул, необходимых для усиленной пролиферации клеток.
Гексокиназа (HK) - фермент, который превращает глюкозу в глюкозо-6-фосфат (G6P) - первый этап гликолиза, участвует в регуляции транскрипции, и его экспрессия часто повышается в опухолевых клетках. Большинство злокачественных клеток демонстрируют повышенные уровни экспрессии изоформы типа II (HK-II), что может способствовать повышенному гликолизу.
Фосфофруктокиназа (PFK) - фермент, который катализирует ограничивающую скорость стадию гликолиза, была идентифицирована как активированная при некоторых типах рака молочной железы.
Другим критическим регулятором гликолиза является фермент 6-фосфофрукто-2-киназа / фруктоза 2,6-бисфосфатаза (Pfkfb), семейство бифункциональных ферментов, которые контролируют уровни фруктозы 2,6-бисфосфата, который, в свою очередь, является мощным аллостерическим активатор PFK1. Две Pfkfb изоформы, тип 2 и 3, связаны с раком.
Фермент альдолаза, который катализирует обратимое превращение фруктозо-1,6-бисфосфата в глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат, сверхэкспрессируется при плоскоклеточной карциноме легких.
Хорошо известный классический гликолитический фермент - глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (GAPDH; ген домашнего хозяйства) также вовлечен в рак. Сверхэкспрессия GAPDH считается важной особенностью многих видов рака. GAPDH можно рассматривать в качестве цели для лечения карциномы.
Пируваткиназа - фермент, который катализирует необратимый перенос фосфорильной группы от фосфоенолпирувата к пирувату с образованием пирувата и АТФ, по-видимому, также участвует в патогенезе раке. Исследования показали, что опухолевые клетки сверхэкспрессируют изоформу типа M2, PKM2.
Поскольку большинство раковых клеток зависят от аэробного гликолиза для производства АТФ, фермент лактатдегидрогеназа , который катализирует превращение пирувата в лактат, является ключом к определению гликолитического фенотипа раковых клеток. Ингибирование лактатдегидрогеназы подавляет прогрессирование опухолей лимфом и ксенотрансплантатов рака поджелудочной железы. Эти результаты показывают, что селективное нацеливание на гликолиз и / или гликолитические ферменты в опухолевых клетках может представлять собой эффективный подход для лечения различных типов рака.
Добавить комментарий