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  • Lactate and glutamine support NADPH generation in cancer cells under glucose deprived conditions.

Lactate and glutamine support NADPH generation in cancer cells under glucose deprived conditions.

Redox biology (2021-07-23)
Minfeng Ying, Duo You, Xiaobing Zhu, Limeng Cai, Siying Zeng, Xun Hu
ZUSAMMENFASSUNG

Although glucose, through pentose phosphate pathway (PPP), is the main source to generate NADPH, solid tumors are often deprived of glucose, hence alternative metabolic pathways to maintain NADPH homeostasis in cancer cells are required. Here, we report that lactate and glutamine support NADPH production via isocitrate dehydrogenase 1 (IDH1) and malic enzyme 1 (ME1), respectively, under glucose-deprived conditions. Isotopic tracing demonstrates that lactate participates in the formation of isocitrate. Malate derived from glutamine in mitochondria shuttles to cytosol to produce NADPH. In cells cultured in the absence of glucose, knockout of IDH1 and ME1 decreases NADPH/NADP+ and GSH/GSSG, increases ROS level and facilitates cell necrosis. In 4T1 murine breast tumors, knockout of ME1 retards tumor growth in vivo, with combined ME1/IDH1 knockout more strongly suppressing tumor growth. Our findings reveal two alternative NADPH-producing pathways that cancer cells use to resist glucose starvation, reflecting the metabolic plasticity and flexibility of cancer cells adapting to nutrition stress.

MATERIALIEN
Produktnummer
Marke
Produktbeschreibung

Sigma-Aldrich
2′,7′-Dichlorfluorescein-Diacetat, ≥97%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
β-Nicotinamidadenin-Dinucleotid, reduziert, ≥97% (HPLC)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
5,5′-Dithiobis(2-nitrobenzoesäure), ≥98%, BioReagent, suitable for determination of sulfhydryl groups
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
β-Nicotinamidadenin-Dinucleotid Natriumsalz
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
β-Nicotinamidadenin-dinucleotidphosphat-2′-Phosphat, reduziert Tetranatriumsalz, ≥97% (HPLC)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Brenztraubensäure, 98%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Glutathion-Reduktase aus Backhefe (S. cerevisiae), ammonium sulfate suspension, 100-300 units/mg protein (biuret)
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Sigma-Aldrich
L-Glutaminsäure, from non-animal source, meets EP testing specifications, suitable for cell culture, 98.5-100.5%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Adenosin-5′-triphosphat Dinatriumsalz Hydrat, Grade II, ≥97% (HPLC), crystalline, from microbial
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Sigma-Aldrich
Alcohol-Dehydrogenase aus Saccharomyces cerevisiae, ≥300 units/mg protein, lyophilized powder (contains buffer salts), Mw 141-151 kDa
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Adenosin-5′-diphosphat Monokaliumsalz Dihydrat, bacterial, ≥95%, powder
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Hexokinase aus Saccharomyces cerevisiae, Type F-300, lyophilized powder, ≥130 units/mg protein (biuret)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
β-Nicotinamidadenin-Dinucleotidphosphat Hydrat
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Sigma-Aldrich
Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase aus Backhefe (S. cerevisiae), Type VII, ammonium sulfate suspension, ≥200 units/mg protein
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Sigma-Aldrich
L-Milch-Dehydrogenase aus Kaninchenmuskel, Type II, ammonium sulfate suspension, 800-1,200 units/mg protein
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Glutamat-Oxalessig-Transaminase Zubereitung aus Schweineherz, Type I, ammonium sulfate suspension, 200-500 units/mg protein
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Sigma-Aldrich
Oxalessigsäure, powder, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, ≥97% (HPLC)
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Sigma-Aldrich
L-Glutamin-13C5, 98 atom % 13C, 95% (CP)
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Sigma-Aldrich
L-(−)-Maleinsäure, ReagentPlus®, ≥99%
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Sigma-Aldrich
Äpfelsäure-Dehydrogenase aus Schweineherz, buffered aqueous glycerol solution, 600-1000 units/mg protein (biuret)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Glutaminase aus E. coli, Grade V, lyophilized powder, ≥50 units/mg protein
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Sigma-Aldrich
Natrium-L-lactat-13C3 -Lösung, 45-55 % (w/w) in H2O, ≥99 atom % 13C, ≥98% (CP), ≥98% (Chiral purity, HPLC)
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Sigma-Aldrich
L-Glutamat-Dehydrogenase aus Rinderleber, Type I, ammonium sulfate suspension, ≥40 units/mg protein
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Sigma-Aldrich
Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase aus Leuconostoc mesenteroides, Type XXIII, ammonium sulfate suspension, 550-1,100 units/mg protein (biuret), ≥2.0 mg/mL Biuret
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Sigma-Aldrich
Isocitronen-Dehydrogenase (NADP) aus Schweineherz, Type IV, buffered aqueous glycerol solution, 3-20 units/mg protein
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