揭示丙酮酸循環為細菌提供能量
提出了細菌代謝狀態決定細菌耐藥性,建立了通過關鍵代謝物逆轉細菌耐藥性以控制耐藥菌的新策略(Peng et al., Cell Metabolism, 2015)。在尋找新的逆轉細菌耐藥性的代謝物質中,發現谷氨酸(glutamate)可以逆轉細菌耐藥性。其在進入細菌后,不是遵循已知的TCA循環進行代謝(檸檬酸-異檸檬酸-酮戊二酸-琥珀酸輔酶A-琥珀酸-延胡索酸-蘋果酸-草酰乙酸-檸檬酸),而是在草酰乙酸的基礎上逐步生成磷酸烯醇丙酮酸、丙酮酸、乙酰輔酶A再從檸檬酸進入三羧酸循環,即檸檬酸-異檸檬酸-酮戊二酸-琥珀酸輔酶A-琥珀酸-延胡索酸-蘋果酸-草酰乙酸-磷酸烯醇丙酮酸-丙酮酸-乙酰輔酶A-檸檬酸,形成一個全新的循環,故命名為丙酮酸循環(P循環)。進一步的試驗證明,P循環是一條正常的生物有氧氧化的最終代謝途徑。P循環消耗草酰乙酸, 而TCA循環消耗乙酰輔酶A。糖類、脂類和氨基酸可以直接進入P循環,而糖類和脂類進入TCA循環需要先轉變為乙酰輔酶A,說明P循環才利于糖的利用。更重要的是,將P循環多于TCA循環的基因或酶進行相應的缺失或抑制,其對TCA循環的影響與缺失或抑制TCA循環中的基因或酶的影響一致,說明TCA循環耦合在P循環中。綜上所述,該研究的創新點主要包括:1)P循環對于調控生物體內能量平衡發揮著重要的作用;2)TCA循環為P循環提供草酰乙酸,是P循環的一條重要旁路;3)P循環調控TCA循環;4)P循環在代謝物逆轉細菌耐藥性起到關鍵作用。
中山大學
2021-04-13