GOT1,也称为谷氨酸-草酰乙酸转氨酶1或天冬氨酸转氨酶,是一种重要的酶,在氨基酸代谢中发挥着关键作用。GOT1催化谷氨酸和草酰乙酸之间的可逆转氨反应,从而参与氨基转移和氨基酸的合成与降解。GOT1在多种组织中表达,包括肝脏、肾脏和心脏,其中肝脏是GOT1表达量最高的器官。
GOT1在维持氨基酸平衡和氮代谢中起着重要作用。通过催化谷氨酸和草酰乙酸之间的转氨反应,GOT1参与将氨基酸转化为α-酮酸,进而进入三羧酸循环(TCA循环)进行能量代谢。此外,GOT1还参与谷氨酰胺的合成和降解,谷氨酰胺是细胞内重要的氮源,参与多种生物学过程,包括蛋白质合成、氮代谢和细胞增殖。
GOT1的表达和活性受到多种因素的调控,包括激素、营养状况和疾病状态。例如,在肝脏中,GOT1的表达受到胰岛素和糖皮质激素的调节。胰岛素可以促进GOT1的表达,而糖皮质激素则抑制GOT1的表达。此外,GOT1的表达还受到细胞内氨基酸浓度的调节。当细胞内氨基酸浓度升高时,GOT1的表达也会增加。
除了在氨基酸代谢中的作用,GOT1还与其他生物学过程相关。研究表明,GOT1的表达与某些疾病的发生和进展相关。例如,GOT1的表达在非酒精性脂肪肝病(NAFLD)和肝细胞癌(HCC)中升高。此外,GOT1的表达还与肿瘤的生长和转移相关。研究表明,GOT1的表达可以促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。
在非酒精性脂肪肝病(NAFLD)中,GOT1的表达升高与肝脂肪变性和炎症有关。研究表明,GOT1的基因敲除可以增强肝脏脂肪变性、炎症和纤维化,并伴随自噬和脂肪酸氧化(FAO)的受损。机制上,GOT1直接与p-PRKAA相互作用,并正向调节其活性,导致mTORC1的失活和TFEB的核转位,进而促进自噬[1]。
在胰腺癌中,神经元释放丝氨酸(Ser)来支持Ser/Gly缺乏条件下Ser依赖性PDAC细胞的生长。丝氨酸剥夺导致核糖体在Ser的两个密码子TCC和TCT上停滞,从而允许PDAC细胞选择性地翻译和分泌神经生长因子(NGF)以促进肿瘤神经支配[2]。
在食管鳞状细胞癌(ESCC)中,circGOT1和GOT1的表达上调,而miR-606的表达下调。circGOT1通过充当miR-606的海绵来促进GOT1的表达,从而诱导细胞增殖、迁移、有氧糖酵解和顺铂耐药性。circGOT1抑制可以降低异种移植小鼠模型中的肿瘤生长[3]。
综上所述,GOT1在氨基酸代谢中发挥着重要作用,参与维持氨基酸平衡和氮代谢。GOT1的表达和活性受到多种因素的调控,并与其他生物学过程相关,包括疾病的发生和进展。GOT1的研究有助于深入理解氨基酸代谢的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Park, Hee-Seon, Song, Ji-Won, Park, Jin-Ho, Won, Young-Suk, Kwon, Hyo-Jung. 2020. TXNIP/VDUP1 attenuates steatohepatitis via autophagy and fatty acid oxidation. In Autophagy, 17, 2549-2564. doi:10.1080/15548627.2020.1834711. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33190588/
2. Banh, Robert S, Biancur, Douglas E, Yamamoto, Keisuke, Pacold, Michael E, Kimmelman, Alec C. 2020. Neurons Release Serine to Support mRNA Translation in Pancreatic Cancer. In Cell, 183, 1202-1218.e25. doi:10.1016/j.cell.2020.10.016. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33142117/
3. Zhou, Shasha, Guo, Zhiyuan, Lv, Xueli, Zhang, Xueqiang. 2021. CircGOT1 promotes cell proliferation, mobility, and glycolysis-mediated cisplatin resistance via inhibiting its host gene GOT1 in esophageal squamous cell cancer. In Cell cycle (Georgetown, Tex.), 21, 247-260. doi:10.1080/15384101.2021.2015671. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34919012/