Эти центральные метаболические пути обеспечивают субстраты для генерации макромолекул, включая протеины, нуклеиновые кислоты и мембранные липиды, необходимые для роста и пролиферации клеток (рис. 16.1).
Фиг. 16.1. Обзор путей канцерного метаболизма и их регуляция онкогенами и опухолевыми супрессорами. Ключевые метаболические пути — гликолиз, метаболизм гликогена, пентозофосфатный путь, одноуглеродный метаболизм, серин-глициновый биосинтез, TCA/цикл Кребса, малат-аспартатный челнок и биосинтез липидов и холестерина — представлены в цветных прямоугольниках. Основные ферменты, участвующие в этих метаболических путях, показаны внутри цветных овальных рамок. Метаболические ферменты регулируются путями онкогенов — MYC, RAS и PI3K/AKT (фосфатидилинозитол-3-киназа — AKT) пути — и опухолевыми супрессорами — p53 и LKB1-AMPK (печеночная киназа B1 5′-аденозинмонофосфат-активируемая протеинкиназа). Онкогены и опухолевые супрессоры показаны рядом с их мишенями, когда регулируются протеины или метаболические пути — зеленым цветом для положительной регуляции и красным для отрицательной регуляции. Плюс в красном кружке или минус в синем кружке представляют соответственно положительную или отрицательную регуляцию. Пунктирные стрелки обозначают несколько реакционных путей. 1,3BPG, 1,3-бисфосфоглицериновая кислота; 2PG, 2-фосфоглицериновая кислота; 3PG, 3-фосфоглицериновая кислота; 3PGDH, 3-фосфоглицератдегидрогеназа; 3PHP, 3-фосфогидропируват; 6PG, 6-фосфоглюконат; 6PGD, 6-фосфоглюконатдегидрогеназа; α-KG, α-кетоглутарат; ACL, АТФ-цитратлиаза; ALDOA, альдолаза А; ATP, аденозин-5′-трифосфат; CoA, коэнзим А; ASS1, аргининосукцинатсинтетаза 1; DHAP, дигидроацетонфосфат; ETC, электронно-транспортная цепь; FASN, синтаза жирных кислот; FADH2, флавинадениндинуклеотид; FBP1, фруктоза-1, 6-бисфосфатаза 1; FFA, свободная жирная кислота; Fru1, 6BP фруктозо-1,6-дифосфат; Fru2, 6BP фруктозо-2,6-дифосфат; F6P, фруктозо-6-фосфат; Ga3P, глицеральдегид-3-фосфат; GLDC, глициндекарбоксилаза; GLS, глутаминаза; GLUL, глутамат-аммиачная лигаза; GSH, глутатион; GSSG, дисульфид глутатиона; G1P, глюкозо-1-фосфат; G6P, глюкозо-6-фосфат; G6PD, G6P дегидрогеназа; GLUT, глюкозный транспортер; GOT, глутамин-оксалоуксусная трансаминаза; GP, гликогенфосфорилаза; GYS, гликогенсинтаза; HK, гексокиназа; LDH, лактатдегидрогеназа; MCT, монокарбоксилатные транспортеры; MDH1, малатдегидрогеназа 1; ME1, оксиянтарный фермент 1; MPC, митохондриальный транспортер пирувата; MUFA, мононенасыщенная жирная кислота; NADH, никотинамидадениндинуклеотид; NADPH, никотинамидадениндинуклеотидфосфат; OAA, оксалоацетат; OXPHOS, окислительное фосфорилирование; PDH, пируватдегидрогеназа; PDK, киназа пируватдегидрогеназы; PDP, фосфатаза пируватдегидрогеназы; PEP, фосфоенолпируват; PFK1, фосфофруктокиназа 1; PFKFB, 6-фосфофрукто-2-киназа/фруктозо-2,6-бисфосфатаза; PGM, фосфоглицератмутаза; PKM2, пируваткиназа M2; PL, фосфолипиды; pTyr, фосфотирозин; PYR, пируват; R5P, рибозо-5-фосфат; SHMT, серингидрометилтрансфераза; SFA, насыщенная жирная кислота; SCD1, стеароил-КоА-десатураза 1; SCO2, синтез цитохром-С-оксидазы 2; TIGAR, TP53-индуцибельный гликолитический и апоптотический регулятор; TCA, трикарбоновая кислота.
