グルタミノリシス
グルタミノリシスは、部分的にクエン酸回路およびリンゴ酸-アスパラギン酸シャトルから反応段階を補充している。
グルタミノリシスは、リンパ球や胸腺細胞、 結腸細胞、脂肪細胞、そして特に腫瘍細胞といった全ての増殖している細胞で起こる。腫瘍細胞では、クエン酸回路が高濃度の活性酸素種 (ROS) によってアコニターゼ (EC 4.2.1.3) が阻害されているため途切れている。アコニターゼはクエン酸のイソクエン酸への変換を触媒する。一方、腫瘍細胞はリン酸依存的グルタミナーゼおよびNAD(P)-依存的リンゴ酸脱炭酸酵素を過剰発現しており、これらの酵素はα-ケトグルタル酸からクエン酸へのクエン酸回路の残りの反応段階と共同して、新たなエネルギー産生経路の可能性を与えている。
腫瘍細胞における解糖系に加えて、グルタミノリシスはエネルギー産生のもう一つの大きな柱である。細胞外における高いグルタミン濃度は、腫瘍の成長を刺激し、細胞の形質転換に必須である。一方、グルタミンの分解は細胞の形態的、機能的分化と関連している。
グルタミンは血漿において最も豊富なアミノ酸であり、特に二量体型M2-PKの量が多いことによって解糖系によるエネルギー産生が低い時に腫瘍細胞における付加的なエネルギー源である。
グルタミンおよびその分解生成物であるグルタミン酸およびアスパラギン酸は、核酸およびセリンの前駆体である。
グルタミノリシスは、高濃度の活性酸素種 (ROS) に対して非感受性である。
クエン酸回路の切断によって、クエン酸回路に入り込むアセチルCoAの量は低く、アセチルCoAは脂肪酸およびコレステロールのデノボ合成に利用できる。脂肪酸はリン脂質の合成に使われるか、放出される。
脂肪酸は水素の効果的な貯蔵運搬体である。したがって、脂肪酸の放出は解糖系のグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ (GAPDH; EC 1.2.1.9) 反応内で産生する細胞質水素の効果的な処分方法である。
グルタミン酸および脂肪酸は免疫抑制性である。どちらの代謝物の放出も、腫瘍細胞を免疫攻撃から守る。
グルタミン酸プールは、システムASCによるその他のアミノ酸の吸エルゴン取り込みを駆動させることが議論されている。