암에서 변화된 에너지대사

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.4161/cbt.22958

Altered energy metabolism in cancer

그림 1. 암세포에서 포도당 대사의 도식적 표현. 암세포는

 

해당 경로에 관여하는 주요 수송체와 효소(빨간색 글꼴)를 조절하여 포도당의 흡수와 대사를 증가시킵니다. 

주요 발암 경로는 녹색으로 표시되고 주요 종양 억제 경로는 보라색으로 표시됩니다. 

PPP의 산화 분지는 뉴클레오티드 합성에 필요하고 dihydroxyacetone phosphate 경로는 지질 합성에 중요합니다.

Table 1. Summary table of selective potential drugs/compounds targeting cancer metabolism pathways and mode of action

Drug/compoundMolecular targetMode of action

Phloretin	GLUT1	Blocks glucose uptake
Fasentin	GLUT1	Blocks glucose uptake
2-Deoxyglucose	Hexokinase	Blocks glycolytic flux
3-Bromopyruvate	Hexokinase	Blocks glycolytic flux
Clotrimazole	Hexokinase	Blocks glycolytic flux
Iodoacetate	G3PDH	Blocks glycolytic flux
Fluoride	enolase	Blocks glycolytic flux
FX11	Lactate dehydrogenase	Blocks metabolic flux
Dichloroacetate	Pyruvate dehydrogenase kinase	Promotes oxidative phosphorylation
PKM2 inhibitor	Pyruvate kinase 2	Prevents ATP production in hypoxia cancer cells
PKM2 activator	Pyruvate kinase 2	Promotes oxidative cellular damage in oxygenated cancer cells
Buthionine S′R′-sulfoximine	G6PD	Inhibits oxidative PPP pathway
6-aminonicotinamide	G6PD	Inhibits oxidative PPP pathway
Chloroquine	autophagy	Cuts off stromal fuel supply
Metformin	Energy sensing pathways(AMPK)	Inhibits lipolysis and oxidative phosphorylation
C93	FASN	Inhibits fatty acid synthesis
FAS31	FASN	Inhibits fatty acid synthesis
Rotenone	Mitochondrial respiration complex I	Inhibits oxidative phosphorylation
α-TOS	Mitochondrial respiration complex II	Genarates reactive oxygen species
Benzylisothiocyanate	Mitochondrial respiration complex Ш	Genarates reactive oxygen species
Oligomycin	Mitochondrial respiration complex IV	Inhibits ATP synthesis
Resveratrol	Mitochondrial respiration complex IV	Inhibits ATP synthesis
L-asparaginase	Glutamine uptake	Depletes blood glutamine level
L-γ-glutamyl-p-nitroanilide (GPNA)	SLC1A5 (a target of Myc)	Inhibits glutamine uptake and inhibits mTOR activation
968	Glutaminase	Inhibits Rho GTPases
Aminoxyacetic acid (AOA)	Glutamine aminotransferase	Inhibits transamination

그림 2. 암세포의 미토콘드리아 산화적 인산화. 

 

종양 기질에서 파생된 일부 에너지가 풍부한 대사 산물(노란색으로 표시된 L-젖산, 케톤 및 지방산)은 인접한 암세포로 옮겨져 미토콘드리아 산화적 인산화를 통해 에너지 생산에 사용될 수 있습니다.

 

그림 3. 암세포에서 글루타민 대사. 

높은 처리량의 글루타민 흡수는 막 생산을 위한 비필수 아미노산과 지방산의 생합성을 위한 대규모 탄소 및 질소 풀로 암세포의 성장과 증식을 촉진합니다. 

글루타미노분해(옥살아세테이트 및 글루타메이트)에서 파생된 탄소 전구체는 아미노산 생합성 및 젖산을 위한 탄소 기질 역할을 합니다. 

글루타메이트는 비필수 아미노산(NEAA), 뉴클레오타이드 및 α-케토글루타레이트를 생성하기 위해 이러한 탄소 기질에 아민 그룹을 제공합니다. 

글루타민은 항산화 역할을 하는 GSH로 직접 전환될 수 있으며 세포 산화환원 항상성을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.