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Articles by Ilana Nissim in JoVE

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Stabilen Isotopen Profiling von Intermediary Metabolic Flux in Entwicklungs-und Erwachsenen-Stadium Caenorhabditis elegans


JoVE 2288 2/27/2011

1Department of Pediatrics, The Children's Hospital of Philadelphia, 2Department of Pediatrics, University of Pennsylvania

Stabile Isotope Profilierung mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie des Vermittlers Stoffwechselflusses ist in dem Fadenwurm beschrieben,

Other articles by Ilana Nissim on PubMed

Verordnung Der Harnstoff-Synthese Durch Agmatin in Der Perfundierten Leber: Untersuchungen Mit 15N

Verordnung Von Leucin-stimulierte Insulinsekretion Und Glutamin Stoffwechsel in Isolierten Ratten-Inseln

Stoffwechsel Des Gehirns Aminosäuren Nach Pentylentetrazol Behandlung

Die Rolle Der Glutamat-Dehydrogenase Reaktion in Der Ausstattung Aspartat Stickstoff Für Die Harnstoffsynthese: Studium Der Perfundierten Rattenleber Mit 15N

Eine Signalisierungsverbindung Rolle Des Glutamins Der Insulinsekretion

Ketogene Diät, Gehirn Glutamat-Stoffwechsel Und Die Kontrolle Von Anfällen

Biosynthese Von Agmatin in Isolierten Mitochondrien Und Perfundierten Rattenleber: Studien Mit 15N-Arginin

Die Rolle Der Mitochondrial Gebundenen Arginase in Der Regulation Der Harnstoffsynthese: Studien Mit [U-15N4]-Arginin, Isolierten Mitochondrien Und Perfundierten Rattenleber

Antwort Des Gehirns Aminosäure-Stoffwechsel Auf Ketose

Gehirn-Aminosäure Anforderungen Und Toxizität: Das Beispiel Von Leucin

Agmatin Stimuliert Leber Fettsäure-Oxidation: Einen Möglichen Mechanismus Für Up-Regulierung Des Ureagenesis

Wir zeigten zuvor in einem Leber Perfusion-System, dass Agmatin Sauerstoffverbrauch sowie die Synthese von N-Acetylglutamat und Harnstoff durch einen nicht definierten Mechanismus erhöht. In dieser Studie unser Ziel war es, die Mechanismen zu identifizieren durch welche Agmatin bis regelt-Ureagenesis. Wir die Hypothese, dass erhöhte Sauerstoff-Verbrauch und N-Acetylglutamat und Harnstoff-Synthese zu Agmatin-induzierte Stimulation der mitochondrialen FETTSÄUREOXIDATION gekoppelt sind. Wir zur Fettsäure 13C-gekennzeichnet als ein Tracer in Leber Perfusion System- oder isolierte Mitochondrien Fettsäure-Oxidation und die Einbeziehung der 13C-beschrifteten Acetyl-CoA in Ketonkörper, Tricarboxylic Säure Zyklus Zwischenprodukte, Aminosäuren und N-Acetylglutamat eingesetzt. Mit [U - 13 C 16]-Palmitat in das Perfusat erhöht Agmatin deutlich, die Ausgabe von 13C-beschrifteten Beta-hydroxybutyrat und Acetoacetat CO2, angibt, stimulierte Fettsäure-Oxidation. Die Stimulation der [U - 13 C 16] Palmitat Oxidation begleitete größere Produktion von Harnstoff und eine höhere 13C-Bereicherung in Glutamat, N-Acetylglutamat und Aspartat. Diese Beobachtungen legen nahe, dass das Agmatin verstärkte Einbeziehung und Flux von 13C-beschrifteten Acetyl-CoA in den Tricarboxylic Säure-Zyklus und verstärkte Nutzung von 13C-beschrifteten Acetyl-CoA für Synthese von N-Acetylglutamat führt. Experimente mit isolierten Mitochondrien und 13C-beschrifteten Octansäure Säure auch gezeigt, dass Agmatin erhöhte Synthese von N-Acetylglutamat 13C-beschrifteten Beta-hydroxybutyrat und Acetoacetat. Die aktuellen Daten dokumentieren, dass Agmatin mitochondrialen Antigen stimuliert und schlagen eine Kopplung zwischen der Stimulation der hepatischen Antigen und Up-Regulierung des Ureagenesis. Diese Aktion von Agmatin kann über eine zweite Messenger wie z.B. Lager vermittelt werden, und die Auswirkungen auf Ureagenesis und Fettsäure-Oxidation auftreten gleichzeitig oder unabhängig voneinander.

Kurzfristige Fasten, Beschlagnahme Kontrolle Und Gehirn Aminosäurestoffwechsel

Die ketogene Diät ist eine wirksame Behandlung für Krampfanfälle, aber Wirkungsmechanismus ist unbekannt. Es ist ungewiss, ob die Antiepileptika Wirkung Ketose voraussetzt, oder ob die Einschränkung der Kalorien oder Kohlenhydrate ausreichend wäre. Wir fanden, dass ein relativ kurz (24 h) Periode der niedrigen Glukose und niedrige Kalorienzufuhr deutlich abgeschwächt, die Schwere der Anfälle in jungen Sprague-Dawley Ratten (50-70 Gramm), in denen waren Krämpfe von Verwaltung des Pentylenetetrazole (PTZ) induziert. Die Blut-Glukose-Konzentration lag bei Tieren, die weniger Nahrung Glukose zu erhalten, aber das Gehirn Glukose Niveau Unterschied sich nicht vom Steuerelement Blut [3-OH-Butyrat] tendenziell höher im Blut, aber nicht im Gehirn, der Tiere auf ein niedrig-Glukoseaufnahme. Die Konzentration im Gehirn erhöht Glutamin und Alanin gingen deutlich zurück mit niedrig-Glukoseaufnahme. Die Blut-Alanin-Ebene fiel mehr als das Gehirn Alanin, was zu einer deutlichen höheren (ca. 50 %) des Gehirns: Blut-Verhältnisses für Alanin. Im Gegensatz dazu das Gehirn: Blut-Verhältnis für Leucin sank um etwa 35 % in der niedrig-Glukose-Gruppe. Wenn Tiere [1-13 C] Glukose, metabolische Vorläufer der Alanin, das Aussehen (13) C Alanin und Glutamin relativ Steuerelement deutlich erhöht wurde. Das Gehirn: Blut-Verhältnis [(13) C] überschritten Alanin 1, darauf hinweist, dass die Alanin ist muss im Gehirn gebildet und nicht vom Blut transportiert wurden. Die erhöhten brain(alanine):blood(alanine) könnte bedeuten, dass eine Komponente der Antiepileptika Auswirkungen der niedrigen Kohlenhydrat-Aufnahme Freisetzung von Alanin aus Gehirn-zu-Blut, in den Prozess, die Beihilfe der Beseitigung von Glutamat, überschüssige Niveaus von denen in den synaptischen Spalt zur Entwicklung von Anfällen beitragen würde.

Auswirkungen Der GTP-unempfindliche Mutation Glutamatdehydrogenase Auf Insulin-Sekretion in Transgenen Mäusen

Glutamatdehydrogenase (GDH) spielt eine wichtige Rolle in der Insulin-Sekretion, wie bei Kindern durch Verstärkung von Mutationen der Funktion dieses Enzyms, die dazu führen, dass eine Hyperinsulinismus-Hyperammonämie-Syndrom (GDH-HI) und Beta-Zellen zu Leucin Stimulation zu sensibilisieren. GDH transgene Mäusen wurden erzeugt, um die menschlichen GDH-HI-H454Y-Mutation und menschlichen Wildtyp-GDH in Inselchen, die angetrieben von der Ratte Insulin Projektträger auszudrücken. H454Y Transgenexpression durch erhöhte GDH-Enzym-Aktivität in Inselchen bestätigt wurde und verringerte Sensibilität für GTP-Hemmung. Die H454Y GDH transgene Mäuse hatte Hypoglykämie mit normalen Wachstumsraten. H454Y GDH transgene Inselchen waren empfindlicher für Insulin-Sekretion Leucin und Glutamin stimuliert, aber Reaktion auf Glukose Stimulation abgenommen hatte. Die Ströme über GDH und Glutaminase wurden von Ablaufverfolgung 15N Flussmittel aus Glutamin [2-15N] gemessen. Die H454Y-Transgen in Inselchen hatte höhere Insulin-Sekretion als Reaktion auf Glutamin allein und 2-fold größere GDH-Flussmittel. Hohe Glukose gehemmt Glutaminase und GDH Flussmittel und Leucin konnte diese Hemmung nicht überschreiben. 15NH4Cl-Ablaufverfolgung-Studien zeigten, dass 15N Glutamat in entweder H454Y transgenen oder normalen Inselchen nicht einverleibt wurde. Abschließend wir generiert ein GDH-HI-Krankheit-Maus-Modell, das hat einen Hypoglykämie-Phänotyp und bestätigt, dass die Mutation des H454Y Krankheit verursachen. Stimulation der Insulin-Freisetzung durch die H454Y GDH-Mutation oder durch Leucin-Aktivierung ist mit erhöhten oxidativen Deamination von Glutamat über GDH. Dieser Studie darauf hin, dass GDH überwiegend in Richtung Glutamat Oxydation statt Glutamat-Synthese in Maus-Inselchen funktioniert und dieser Fluss von Glukose streng kontrolliert wird.

Ifosfamid-induzierte Nephrotoxischer: Mechanismus Und Prävention

Die Wirksamkeit von Ifosfamid (IFO), eine Antineoplastische Droge, ist durch eine hohe Inzidenz von nephrotoxischer unbekannter Ursache stark begrenzt. Wir die Hypothese, dass Hemmung der Komplex I (C-ich) durch Chloroacetaldehyde (CAA), ein Metabolit von IFO, ist der Hauptgrund für Nephrotoxin und das Agmatin (AGM), das fanden wir Mitochondrien Oxidative Phosphorylierung und Antigen zu erweitern, würde verhindern, dass nephrotoxischer. Unser Modellsystem war isolierte Mitochondrien erhielt von der Niere Kortex von Ratten mit IFO oder IFO + AGM behandelt. Oxidative Phosphorylierung war entschlossen, mit Elektron Spender für komplexe I, II, III oder IV (C-ich, C-II, III-C oder C-IV, beziehungsweise). Eine parallele Studie erfolgte mit (13) C-beschrifteten Pyruvat metabolische Dysfunktion zu beurteilen. Ifosfamid Behandlung erheblich gehemmt Oxidative Phosphorylierung mit nur C-ich Substrate. Hemmung der C-ich war eine signifikante Erhöhung von [NADH] und Erschöpfung [nad] verringerte Fluss durch Pyruvat-Dehydrogenase und der TCA-Zyklus zugeordnet. Jedoch die Verwaltung der AGM mit IFO erhöht [zyklischem AMP (cAMP)] und verhindert IFO-induzierte Hemmung von C-ich. In-vitro-Studien mit verschiedenen Metaboliten des IFO zeigten, dass nur CAA C gehemmt-I, sogar mit eine Supplementierung mit 2-Mercaptoethane Sulfonic Acid. Nach IFO-Gabe täglich für 5 Tage mit 50 mg/kg, die Höhe der CAA in der renalen Kortex ungefähr 15 Mikromol/L. Taken zusammen war, diese Beobachtungen unterstützen die Hypothese, dass CAA ist aus renale Kortex und nephrotoxischer verantwortet. AGM möglicherweise schützende Gewebe [cAMP], das NADH: Oxidoreduktase phosphorylates erhöhen. Die aktuellen Ergebnisse möglicherweise eine wichtige Implikation für die Prävention von IFO-induzierte nephrotoxischer und/oder defekte C Sekundär mitochondrialer Erkrankungen-ich.

Die Ketogene Diät Und Gehirn-Stoffwechsel Von Aminosäuren: Beziehung Zu Der Antikonvulsiva-Effekt

Bei vielen epileptischen Patienten Antikonvulsiva Medikamente entweder Federkraft angemessen um die Anfälle zu kontrollieren oder sie verursachen ernste Nebenwirkungen. Wichtige Ergänzung zum pharmakologische Therapie ist die ketogene Diät, die oft verbessert Beschlagnahme Kontrolle, selbst bei Patienten, die schlecht auf Medikamente reagieren. Die Mechanismen, die die therapeutische Wirkung zu erklären sind unvollständig verstanden. Beweise deuten auf eine Wirkung auf Gehirn-Handhabung von Aminosäuren, insbesondere die Glutaminsäure, die die wichtigsten exzitatorischen Neurotransmitter des zentralen Nervensystems. Die Ernährung kann die Verfügbarkeit von Oxalacetat zu die Aspartat-Aminotransferase-Reaktion, einer wichtigen Route Gehirn Glutamat Handhabung beschränken. Dadurch wird mehr Glutamat zugänglich die Glutamat-Decarboxylase Reaktion, Gamma - Aminobuttersäure (GABA), die wichtigsten inhibitorischen Neurotransmitter und wichtige antiseizure Vermittler zu erbringen. Außerdem erscheint die ketogene Diät, die Synthese von Glutamin, ein wesentlicher Vorläufer zu GABA zu bevorzugen. Dies geschieht, weil Keton-Körper Kohlenstoff zu Glutamin metabolisiert wird und weil in Ketose gibt es stieg der Verbrauch von Acetat, die Astrozyten im Gehirn schnell zu Glutamin umwandeln. Die ketogene Diät kann auch Mechanismen erleichtern, mit denen das Gehirn in Blut Verbindungen wie Glutamin und Alanin, die Beseitigung von Glutamat Kohlenstoff und Stickstoff begünstigt dabei exportiert.

Über Aerobe Glykolyse: Transformierte Zellen Können Sich Einlassen, Glutamin-Stoffwechsel, Die Die Voraussetzung Für Protein Und Nukleotid-Synthese überschreitet

Tumor-Zellproliferation erfordert schnelle Synthese von Makromolekülen, einschließlich Lipiden, Proteinen und Nukleotiden. Viele Tumorzellen weisen schnelle Glukose-Verbrauch, mit den meisten der Glukose-abgeleitete Kohlenstoff wird als Lactat trotz reichlich Sauerstoff Verfügbarkeit (Warburg-Effekt) abgesondert. Hier haben wir 13 C-NMR-Spektroskopie verwendet, den Stoffwechsel der ausstellenden aerobe Glykolyse Glioblastom-Zellen zu untersuchen. In diesen Zellen der tricarboxylic Säure (TCA)-Zyklus war aktiv aber zeichnete sich durch ein Efflux von Substraten für den Einsatz in biosynthetischen Bahnen, insbesondere Fettsäuresynthese. Der Erfolg dieser synthetischen Aktivität beruht auf Aktivierung der Bahnen zur reduktiven Stromerzeugung (NADPH) und Oxalacetat für anhaltende TCA-Zyklus-Funktion (Anaplerosis) wiederherstellen. Überraschenderweise wurden beide diese Bedürfnisse durch eine hohe Rate von Glutamin-Stoffwechsel erfüllt. Erstens war die Umwandlung von Glutamin zu Laktat (Glutaminolyse) schnell genug, um ausreichend NADPH zur Fettsäuresynthese Unterstützung zu produzieren. Zweitens: Trotz erheblicher mitochondriale Pyruvat-Stoffwechsel, Carboxylierung von Pyruvat wurde unterdrückt und Anaplerotische Oxalacetat stammt von Glutamin. Glutamin Katabolismus begleitete Sekretion von Alanin und Ammoniak, so dass die meisten der Aminogruppen von Glutamin aus der Zelle verloren gingen, eher als in anderen Molekülen aufgenommen. Diese Daten zeigen, dass die transformierte Zellen eine hohe Rate von Glutamin Verbrauch aufweisen, die durch die Stickstoff-Nachfrage verhängt Nukleotid-Synthese oder Wartung von nicht benötigten Aminosäure-Pools nicht zu erklären sind. Vielmehr Glutamin-Stoffwechsel stellt eine CO2-Quelle, die die Zelle Fähigkeit zur Nutzung von Glukose abgeleiteten CO2 erleichtert und TCA-Zyklus Zwischenprodukte als biosynthetischen Vorläufer.

3-Isobutylmethylxanthine Hemmt Hepatische Harnstoffsynthese: Schutz Durch Agmatin

Wir haben zuvor gezeigt, dass Agmatin stimuliert Leber Ureagenesis. In dieser Studie wollten wir bestimmen, ob die Aktion von Agmatin über cAMP Signalisierung vermittelt wird. Ein Pilotversuch zeigte, dass der Phosphodiesterase-Hemmer, 3-Isobutylmethylxanthine (IBMX), Harnstoffsynthese gehemmt, wenn auch [Lager] erhöht. So wir die Hypothese, dass IBMX hemmt die hepatische Harnstoffsynthese unabhängig von [Lager]. Wir weiter die Theorie dieser Agmatin negieren die IBMX-Aktion und Ureagenesis verbessern würde. Experimente wurden durchgeführt, mit isolierten Mitochondrien und (15) NH (4) Cl Citrullin Produktion Spur [(15) N] oder [5-15 N] Glutamin und ein Ratte-Leber Perfusion-System zur Ablaufverfolgung Ureagenesis. Die Ergebnisse zeigen, dass IBMX Folgendes induzierte: (i) Hemmung der mitochondrialen Atmungskette und verminderte O(2) Verbrauch während der Leber Perfusion; (Ii) Erschöpfung der Phosphorylierung potenzielle und insgesamt hepatischen energetische Kapazität; (Iii) Hemmung der [(15) N] Citrullin Synthese; und (iv) Hemmung von Harnstoff in Leber Perfusion mit wenig Auswirkung auf [N-Acetylglutamat] ausgegeben. Die Ergebnisse zeigen, dass IBMX direkt und spezifisch gehemmt-Komplex von der Atemwege Kette und Carbamoylphosphat Synthase-ich (CPS-ich), mit einem EC(50) ca. 0,6 mm trotz einer signifikanten Erhöhung von Leber [Lager]. Perfusion von Agmatin mit IBMX stimuliert O(2) Verbrauch und restauriert hepatische Phosphorylierung Potential deutlich stimuliert Ureagenesis. Die Wirkung von Agmatin, kann eine Kaskade-Wirkung durch erhöhte Oxidative Phosphorylierung und ATP-Synthese größerer initiiert bedeuten. Darüber hinaus Agmatin verhindern möglicherweise IBMX Bindung an eine oder mehrere Active site(s) des CPS-ich und somit zum Schutz gegen Hemmung der CPS-ich. Zusammen, können die Daten vorschlagen, eine neue experimentelle Anwendung von IBMX Studien zur CPS-ich Störung und die Verwendung von Agmatin als Intervention-Therapie.

N-Carbamylglutamate Erhöht Deutlich Die Ureagenesis in N-Acetylglutamat Mangel Und Propionsäure Azidämie Isotopische Einbeziehung Und Blut Biomarkern Gemessen

N-Acetylglutamat (NAG) ist eine endogene grundlegenden Cofaktor für die Umwandlung von Ammoniak zu Harnstoff in der Leber. NAG-Mangel verursacht Hyperammonämie und tritt wegen vererbten Mangel an seine produzierende Enzym, NAG-Synthase (NAGS) oder Eingriff in seine Funktion durch kurze Fettsäure-Derivate. N-Carbamylglutamate (NCG) kann Hyperammonämie von NAGS-Mangel und Propionsäure und Methylmalonsäure Azidämie mildern. Wir entwickelten ein stabiles Isotop (13) C-Tracer Methode, Ureagenesis zu messen und die Wirkung der NCG beim Menschen zu bewerten. Siebzehn gesunde Erwachsene wurden für die Aufnahme von (13) C-Label in Harnstoff untersucht. [(13) C] Harnstoff erschien im Blut innerhalb von Minuten, maximal bis 100 min. zu erreichen, während Atem (13)CO(2) erreicht ein Maximum von 60 min. Ein Patient mit NAGS-Mangel zeigten sehr wenig Harnstoff Kennzeichnung vor Behandlung mit NCG und normalen Beschriftung danach. Dementsprechend verdreifacht Plasmaspiegel von Ammoniak und Glutamin merklich zurückgegangen und Harnstoff nach NCG-Behandlung. Ebenso wenig kam es bei einem Patienten mit Propionazidämie, NCG-Behandlung in einem deutlichen Anstieg der Harnstoff beschriften und Rückgang der Glutamin, Alanin und Glycin. Diese Ergebnisse stellen eine zuverlässige Methode zur Messung der Auswirkungen von NCG auf Stickstoff-Stoffwechsel und empfehlen, dass NCG eine wirksame Behandlung für geerbte und sekundären NAGS-Mangel sein könnte.

Beseitigung Der KATP-Kanäle in Maus-Inselchen Führt Zu Erhöhten [U - 13C] Glukosestoffwechsel, Glutaminolyse Und Pyruvat Radfahren Aber Eine Verminderte Gammaaminobuttersäure Rangieren

Pankreatischen Betazellen sind hyper-responsive zu Aminosäuren Glukose-Empfindlichkeit nach Löschung der Sulfonylharnstoff-Rezeptor 1 (SUR1) verringert haben, sowohl bei Mensch und Maus Es wurde die Hypothese, die diese Mängel die Folge gestörter Integration von Aminosäuren, Glukose und Energiestoffwechsel in Beta-Zellen sind. Wir verwendeten Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Methodik intermediäre Metabolismus von SUR1 Knock-out-Studium (SUR1(-/-)) und Kontrolle Maus Inselchen mit d-[U-(13) C] Glucose als Substrat und die Ergebnisse zu Insulin-Sekretion. Die Ebenen und Isotop Kennzeichnung von Alanin, Aspartat, Glutamat, Glutamin und Gamma - Aminobuttersäure (GABA) diente als Indikatoren für intermediäre Metabolismus. Wir fanden, dass der GABA Shunt SUR1(-/-) Inselchen von etwa 75 % blockiert wird und zeigte, dass dieser Fehler durch verminderte Glutamat-Decarboxylase-Synthese, wahrscheinlich verursacht durch erhöhten freien intrazellulären Calcium ist. Glutaminolyse durch die Leucin analogen d,l-beta-2-amino-2-norbornane-carboxylic Säure angeregt wurde, jedoch in SUR1(-/-) und SUR1(+/+)-Inselchen Glyburide behandelt erweitert. Glukoseoxidation und Pyruvat Radfahren wurde in SUR1(-/-) Inselchen bei niedrigen Glukose erhöht aber war dasselbe wie bei Kontrollen an hohe Glukose. Äpfelsäure Enzym-Isoformen 1, 2 und 3, Pyruvat, Radfahren, beteiligt waren alle Inselchen ausgedrückt. Hoher Blutzucker gesenkt Aspartat und stimuliert die Synthese von Glutamin ebenso in Steuerelementen und SUR1(-/-) Inseln. Die Daten deuten darauf hin, dass die Unterbrechung der GABA-Shunt und das Fehlen von Glukose von Pyruvat Radfahren darf die Glukose-Unempfindlichkeit der SUR1(-/-)-Inseln aber verbessert, die basalen Pyruvat Radfahren, gesenkten GABA Shunt Flußmittel, und verbesserte glutaminolytische Kapazität kann die Beta-Zellen zu Aminosäure Stimulation zu sensibilisieren.

Myc Regelt Ein Transkriptionelle Programm, Stimuliert Die Mitochondriale Glutaminolyse Und Führt Zu Glutamin Sucht

Säugetierzellen Kraftstoffpumpe, ihr Wachstum und ihre Verbreitung durch den Katabolismus der zwei wichtigsten Substrate: Glukose und Glutamin. Die meisten der verbleibenden Metaboliten von proliferierenden Zellen aufgenommen sind nicht catabolized, sondern vielmehr als Bausteine bei anabolen Makromolekulare Synthese eingesetzt werden. Untersuchungen der Phosphoinositol 3-Kinase (PI3K) und die nachgeschaltete Effektor AKT haben bestätigt, dass diese Onkogene eine direkte bei anregenden Glukoseaufnahme und Stoffwechsel Rolle, Rendern die transformierte Zelle süchtig nach Glukose für die Aufrechterhaltung des Überlebens. Über die Regulierung der Glutamin-Aufnahme und Stoffwechsel ist dagegen weniger bekannt. Hier berichten wir, dass die transkriptionelle regulatorischen Eigenschaften die Myc-Onkogen koordinieren die Expression von Genen für Zellen in Glutamin Katabolismus zu engagieren, die die zelluläre Voraussetzung für Protein und Nukleotid Biosynthese überschreitet. Folge dieser Glutaminolyse Myc-abhängigen ist die Umprogrammierung des mitochondrialen Stoffwechsels abhängen, Glutamin Katabolismus Aufrechterhaltung zellulärer Lebensfähigkeit und TCA-Zyklus Anapleurosis. Die Fähigkeit von Myc Ausdruck Zellen, in Glutaminolyse hängt nicht von der damit einhergehenden Aktivierung des PI3K oder AKT. Die Stimulation der mitochondrialen Glutamin-Stoffwechsel führte zu reduzierten Glukose-Kohlenstoff, die Eingabe der TCA-Zyklus und einen verminderten Beitrag von Glukose auf die mitochondriale-abhängige Synthese von Phospholipiden. Diese Daten legen nahe, dass Onkogene von Myc ein transkriptionelle Programm haben, das fördert die Glutaminolyse und löst zelluläre Abhängigkeit von Glutamin als bioenergetische Substrat.

Ketose Und Gehirn Handhabung Von Glutamat Und Glutamin GABA

Wir vermuten, dass ein Mechanismus der Antiepileptika Wirkung der ketogene Diät sind, Gehirn-Handhabung von Glutamat zu ändern. Nach dieser Formulierung ist im cétosique Gehirn Gliazelle Stoffwechsel aktiver, was zu verstärkten Umwandlung von Glutamat zu Glutamin. Dadurch ist: (a) eine effizientere Beseitigung von Glutamat, dem wichtigsten exzitatorischen Neurotransmitter; und (b) eine effizientere Umwandlung von Glutamin zu GABA, wichtigsten inhibitorischen Neurotransmitters.

Effekte Einer Einzelnen Dosis Von N-Carbamylglutamate über Die Höhe Des Ureagenesis

Wir studierten die Auswirkungen auf die Ureagenesis einer einzelnen Dosis von N-Carbamylglutamate (NCG) bei gesunden jungen Erwachsenen, die eine Konstante Infusion (300 min) von NaH(13)CO(3) zu erhalten. Isotopen-Verhältnis-Massenspektrometrie wurde verwendet, um die Darstellung des Labels [(13) C] Messen Harnstoff. 90 Min nach der Initiierung der H (13) CO3-Infusion nahm jedes Thema eine Einzeldosis des NCG (50 mg/kg). In 5/6 Studien die Verwaltung des NCG erhöht die Bildung von [(13) C] Harnstoff. Behandlung mit NCG vermindert deutlich die Konzentration von Blut Alanin, aber nicht, dass Glutamin und Arginin. Die Blut-Glukose-Konzentration wurde von NCG Verwaltung unberührt. Keine unerwünschte Nebenwirkungen wurden beobachtet. Die Daten zeigen, dass die Behandlung mit NCG stimuliert Ureagenesis und klinische Einstellungen der akuten Hyperammonämie von verschiedenen Ursachen hilfreich sein könnte.

Messung Der In-vivo-Ureagenesis Mit Stabilen Isotopen

Stabile Isotope wurden wertvolle Ergänzung zum biomedizinischen Forschung für mehr als 70years. In der Tat hat der isotopische Ansatz unser Verständnis des Stoffwechsels, offenbart es sich ein intensiv dynamischer Prozess zeichnet sich durch einen endlosen Zyklus der Synthese und Degradation revolutioniert. Isotopische Studien haben uns gelehrt, dass Harnstoffzyklus systeminterne solche Dynamik ist, denn es einen geräumigen Mechanismus, mit dem Abfall Stickstoff zu beseitigen bietet, wenn die Preise der Proteinabbau (oder diätetische Protein-Aufnahme) besonders hoch sind. Isotope ermöglichten eine Aufwertung der Grad, zu denen Ureagenesis bei Patienten mit Harnstoff-Zyklus-defekten gefährdet ist. In der Tat Zyklus isotopische Untersuchungen von Harnstoff Flussmittel korrelieren mit der Schwere der kognitive Beeinträchtigung bei diesen Patienten gut. Schließlich bietet die Verwendung von Isotopen ein ideales Werkzeug, um die Wirksamkeit von therapeutischen Interventionen residual Fluss durch den Zyklus erweitern zu messen.

Herunterregulation Der Leber Harnstoffsynthese Von Oxypurines: Xanthin Und Harnsäure Hemmen N-Acetylglutamat-Synthase

Wir berichteten bereits, dass diese Isobutylmethylxanthine (IBMX), ein Derivat des Oxypurine, Citrullin-Synthese durch einen noch unbekannten Mechanismus hemmt. Hier zeigen wir, dass IBMX und andere Oxypurines mit eine 2, 6-Dione-Gruppe die Bindung von Glutamat an der aktiven Site von N-Acetylglutamat-Synthetase (NAGS), stören und damit abnehmender Synthese von N-Acetylglutamat, die obligatorische Aktivator von Carbamoylphosphat-Phosphat-Synthase-1 (CPS1). Das Ergebnis ist die Reduzierung von Citrullin und Harnstoff-Synthese. Experimente wurden mit (15) N-markierten Substraten, gereinigte Leber CPS1, und rekombinant Maus NAGS sowie isolierte Mitochondrien. Wir nutzten die isolierte Hepatozyten, die Wirkung der verschiedenen Oxypurines auf Ureagenesis zu prüfen und beurteilen die bessernde Auswirkungen von N-Carbamylglutamate und/oder l-Arginin über NAGS-Hemmung. Unter den verschiedenen Oxypurines getestet nur IBMX, Xanthin oder Harnsäure deutlich erhöhte die scheinbare K(m) für Glutamat und verringerte Geschwindigkeit des NAGS, mit wenig Auswirkung auf CPS1. Die Hemmung der NAGS ist Zeit und dosisabhängig und führt zu verminderter Bildung von CPS1-N-Acetylglutamat komplexer und damit verbundene Hemmung der Citrullin und Harnstoff-Synthese. Jedoch war solche Hemmung durch eine Supplementierung mit N-Carbamylglutamate rückgängig machen. Die Daten zeigen, dass Xanthin und Harnsäure, beide physiologisch vorkommende Oxypurines, die hepatische Synthese von N-Acetylglutamat hemmen. Eine wichtige und neuartige Konzept aus dieser Studie ist, dass Xanthin bzw. Harnsäure möglicherweise eine Rolle bei der Regulation des Ureagenesis und damit Stickstoff-Homöostase in Normal und Krankheit Staaten.

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