哺乳類トリカルボン酸サイクルの制御と機能

Regulation and function of the mammalian tricarboxylic acid cycle.

抄録

トリカルボン酸サイクル（TCAサイクル）は、別名クレブスサイクルと呼ばれ、栄養素を酸化して細胞の生体エネルギーを支えるという重要な機能を果たす中心的な代謝経路である。近年、TCAサイクルの挙動はダイナミックであり、TCAサイクルの産物が癌やその他の病的状態において共役する可能性があることが明らかになった。本総説では、TCAサイクルの起源とその発見の歴史を含めて、TCAサイクルを再確認する。TCAサイクルが持続的に機能するための要件と、TCAサイクルの活性を刺激したり抑制したりする重要な制御ノードについて詳細に説明する。また、TCAサイクルの配線の柔軟性や、哺乳類細胞が示すTCAサイクル活性の不均質性についての理解も深まっている。TCAサイクルがどのように異なる文脈で制御され、その結果どのように構成されるのかについての深い洞察は、この経路が哺乳類細胞の異なる状態の要求を満たすためにどのように準備されるのかを明らかにするものである。

The tricarboxylic acid (TCA) cycle, otherwise known as the Krebs cycle, is a central metabolic pathway that performs the essential function of oxidizing nutrients to support cellular bioenergetics. More recently, it has become evident that TCA cycle behavior is dynamic, and products of the TCA cycle can be co-opted in cancer and other pathologic states. In this review, we revisit the TCA cycle, including its potential origins and the history of its discovery. We provide a detailed accounting of the requirements for sustained TCA cycle function and the critical regulatory nodes that can stimulate or constrain TCA cycle activity. We also discuss recent advances in our understanding of the flexibility of TCA cycle wiring and the increasingly appreciated heterogeneity in TCA cycle activity exhibited by mammalian cells. Deeper insight into how the TCA cycle can be differentially regulated and, consequently, configured in different contexts will shed light on how this pathway is primed to meet the requirements of distinct mammalian cell states.