责编
雪月
转酮醇酶(transketolase,TKT)是磷酸戊糖途径(pentosephosphatepathway,PPP)非氧化阶段的重要酶,催化两步可逆反应:一是木酮糖-5-磷酸和核糖-5-磷酸生成景天庚酮糖-7-磷酸和甘油醛-3-磷酸;另一个是赤藓糖-4-磷酸和木酮糖-5-磷酸生成甘油醛-3-磷酸和果糖-6-磷酸。TKT催化的这两步可逆反应使得PPP和糖酵解或糖异生途径的代谢物互相转变,因此,TKT作为桥梁把PPP和糖酵解或糖异生紧密联系起来。近年来,虽然大量证据表明PPP和脂质代谢密切相关,但是TKT在脂肪组织中的作用尚不清楚。
年7月1日,上海交通大学医学院童雪梅课题组在Diabetes杂志上发表了TransketolseDeficiencyinAdiposeTissuesProtectsDiet-inducedObesitybyPromotingLipolysis的研究论文。该研究表明TKT是能源物质分配和利用过程中的“开关”,在调节糖脂代谢方面发挥重要作用。
在该研究中,研究人员构建了脂肪细胞特异性敲除TKT的小鼠品系,发现在高脂饮食喂养下,与对照组小鼠相比,敲除鼠的体脂含量减少,肝脂肪变性减轻,胰岛素抵抗缓解,葡萄糖耐受增强,能量消耗增加。研究人员对高脂饮食喂养的小鼠白色脂肪组织进行代谢组学分析,发现TKT缺失的白色脂肪组织PPP非氧化阶段代谢物增加,糖酵解途径的代谢物减少。但是,TCA循环中的代谢物含量没有明显变化,提示来源于其他非糖营养物质的代谢物可能代偿性地进入TCA循环。转录组学分析显示,脂肪分解途径在TKT敲除的脂肪组织中上调最为显著。
研究人员进一步证实TKT缺失导致脂肪动员和脂肪酸β-氧化的多个酶基因表达增加,脂肪分解和脂肪酸β-氧化加速。为了证明TKT缺失导致葡萄糖进入TCA循环不足进而增加脂肪分解,研究人员在体外培养脂肪组织测定脂肪分解时添加丙酮酸,发现丙酮酸不仅减少脂肪分解产生甘油和脂肪酸,而且有效减少TKT敲除鼠和野生鼠脂肪组织脂肪分解活性的差异。这项研究不但揭示了磷酸戊糖途径非氧化支路在脂肪组织糖脂代谢重塑中的重要作用,而且为临床治疗代谢性疾病提供了新思路和新策略。
据悉,上海交通大学医学院的博士研究生田娜为论文第一作者,博士研究生刘琪和李亚葵博士为该论文共同第一作者,上海交通大学医学院童雪梅研究员和吴丽芳助理研究员为论文共同通讯作者。