骨格筋におけるカルボキシル化と脱炭酸反応の不安定性フラックスとクエン酸サイクル中間体の除去

酸素およびCO2交換用のフルオロカーボンを使用したラット後四四四頭体のin situ灌流と、発癌性を提供するポリオールのシステムについて説明します。グルコースとインスリンによる灌流は、クエン酸サイクルサイクル中間体、ホスホクレアチン、ATP、ADP、AMP、およびグリコーゲンの組織レベルに有意な変化をもたらさなかった。グルコースは線形速度で消費され、乳酸、ピルビン酸、アラニン、グルタミン、グルタミン酸、およびクエン酸塩を灌流培地に放出しました。ピルビン酸を含めると、クエン酸サイクルの中間体とアラニンが上昇しましたが、アセテートは組織アラニンまたはその放出に大きな影響を与えることなく、サイクル中間体のレベルを上昇させました。NAH [14C] O3からの放射能は、グルコース浸透後の後四頭角によってクエン酸サイクル中間体、グルタミン酸、アスパラギン酸、および乳酸に組み込まれ、ピルビン酸組織が増加すると程度が著しく上昇しました。ピルビン酸が生理学的範囲にあると、アセテートはこれらの代謝物へのCO2の取り込みの上昇を引き起こし、クエン酸濃度を増加させ、アセチルCOAの濃度を2倍にしました。2-オキソグルタレートへの酵素分解の後、クエン酸塩に組み込まれた14Cの35〜44％が保持されました。[2-14C-]プロピオン酸塩による灌流により、クエン酸サイクル中間体のレベルが上昇し、放射能が後者に組み込まれ、グルタミン酸、アスパラギン酸、乳酸、ピルビン酸、アラニン、CO2が組み込まれました。2つの独立した計算では、約68のムモール/H（約38 nmol/min/g組織）の3炭素代謝物に対する4炭素サイクル中間体のフラックスの速度を推定しました。飢starのラット筋肉。ヒナイトは、クエン酸サイクルを介して炭水化物流束をブロックし、乳酸、ピルビン酸、アラニン、および2-オキソグルタル酸の蓄積を促進しました。4〜3炭素酸からのフラックスは、明らかに脱炭酸の基質濃度が低下した結果として、亜ヒ酸塩によって減少しました。ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼの阻害剤である3-メルカプトピコリン酸は、研究されたパラメーターに影響を与えず、この酵素が脱炭素化反応に関与していないことを示唆しています。。（b）骨格筋から放出されたアラニンの炭素骨格は、中間体を循環するために異化する他のアミノ酸に一部由来しています。（c）これらの中間体のその後の除去は、おそらく悪性酵素（EC 1.1.1.40、または1.1.1.36、またはその両方によって媒介されます。

A system for in situ perfusion of rat hindquarters using a fluorocarbon for oxygen and CO2 exchange, and a polyol to provide oncotic pressure is described. Perfusion with glucose plus insulin resulted in no significant change in the tissue level of citrate cycle intermediates, phosphocreatine, ATP, ADP, AMP, and glycogen. Glucose was consumed at a linear rate, and lactate, pyruvate, alanine, glutamine, glutamate, and citrate were released into the perfusing medium. Inclusion of pyruvate resulted in elevation of citrate cycle intermediates and alanine, whereas acetate elevated the level of cycle intermediates without significant effect on tissue alanine or its release. Radioactivity from NaH[14C]O3 was incorporated into citrate cycle intermediates, glutamate, aspartate, and lactate by glucose-perfused hindquarters, the extent of which was markedly elevated as the tissue pyruvate was increased. When pyruvate was in the physiological range, acetate caused elevation in incorporation of CO2 into these metabolites, increased the concentration of citrate, and doubled the concentration of acetyl-CoA. Thirty-five to forty-four per cent of 14C incorporated into citrate was retained after enzymic degradation to 2-oxoglutarate. Perfusion with [2-14C-]propionate led to elevation in the level of citrate cycle intermediates, and radioactivity was incorporated into the latter, as well as glutamate, aspartate, lactate, pyruvate, alanine, and CO2. Two independent calculations estimated the rate of flux of 4-carbon cycle intermediates to 3-carbon metabolites of about 68 mumol/h (approximately 38 nmol/min/g of tissue), a rate in excess of those reported for alanine release from human or rat muscle during starvation. Arsenite blocked carbohydrate flux through the citrate cycle and effected accumulation of lactate, pyruvate, alanine, and 2-oxoglutarate. Flux from 4- to 3-carbon acids was diminished by arsenite, apparently as a result of lowered substrate concentration for decarboxylation. 3-Mercaptopicolinic acid, an inhibitor of phosphoenolpyruvate carboxykinase, was without effect on the parameters studied, suggesting that this enzyme is not involved in the decarboxylation reaction. It is concluded that (a) a constant level of citrate cycle intermediates is maintained in part by continuous flux of carbon into and out of the cycle by carboxylation and decarboxylation reactions; (b) the carbon skeleton of alanine released from skeletal muscle is derived in part from other amino acids which are catabolized to cycle intermediates; and (c) the subsequent removal of these intermediates is probably mediated by malic enzyme(s) (EC 1.1.1.40, or 1.1.1.36, or both.