このように、本研究では、このような研究結果を基にして、研究者らの研究成果を発表することを目的としています

The Absence of Pyruvate Kinase Affects Glucose-Dependent Carbon Catabolite Repression in .

• Joana Sousa
• Philipp Westhoff
• Karen Methling
• Michael Lalk

抄録

ピルビン酸は、中心的な炭素代謝の多様な代謝経路の重要な中間体です。ピルビン酸は、解糖の最終産物であるだけでなく、酸化的代謝、アミノ酸・脂肪酸合成、オーバーフロー代謝物の生成にも不可欠な炭素分配点でもあります。そのため、ピルビン酸キナーゼ（Pyk）活性を厳密に制御することが重要である。本研究では、いくつかの経路から標的とする代謝物を解析し、Pykを欠失した場合に考えられる変化を解析することを目的とした。野生型細胞とΔpyk細胞をグルコースとピルビン酸を炭素源とする化学的に定義された培地で培養し、抽出された代謝物をH-NMR, GC-MS, HPLC-MS, LC-MS/MSで分析した。その結果、ピルビン酸節に生じた摂動が、栄養化合物の消費量を変化させることで、新たな条件への適応を促していることがわかった。Δpykでは、グルコース依存性の炭素異化抑制を受けるピルビン酸は、炭素源利用の階層に従わなかった。また、この他にも、アセトインや2,3-ブタンジオールなどのオーバーフロー代謝物の分泌量が増加するなどの代謝変化が観察された。これらの結果は、ピルビン酸が存在しない場合のグルコースとピルビン酸の調節輸送、および代替経路への代謝経路の可能性を明らかにするのに役立つ。

Pyruvate is a key intermediate of diverse metabolic pathways of central carbon metabolism. In addition to being the end product of glycolysis, pyruvate is an essential carbon distribution point to oxidative metabolism, amino acid and fatty acid syntheses, and overflow metabolite production. Hence, a tight regulation of pyruvate kinase (Pyk) activity is of great importance. This study aimed to analyze targeted metabolites from several pathways and possible changes in lacking Pyk. Wild type and Δpyk cells were cultivated in chemically defined medium with glucose and pyruvate as carbon sources, and the extracted metabolites were analyzed by H-NMR, GC-MS, HPLC-MS, and LC-MS/MS. The results showed that the perturbation created in the pyruvate node drove an adaptation to new conditions by altering the nutritional compounds' consumption. In Δpyk, pyruvate, which is subject to glucose-dependent carbon catabolite repression, did not comply with the hierarchy in carbon source utilization. Other metabolic alterations were observed such as the higher secretion of the overflow metabolites acetoin and 2,3-butanediol by Δpyk. Our results help to elucidate the regulatory transport of glucose and pyruvate in and possible metabolic reroute to alternative pathways in the absence of Pyk.