An engineered enzyme that targets circulating lactate to alleviate intracellular NADH:NAD+ imbalance

NAD+激酶 细胞内 生物化学 化学 乳酸脱氢酶
作者
Anupam Patgiri,Owen S. Skinner,Yusuke Miyazaki,Grigorij Schleifer,Eizo Marutani,Hardik Shah,Rohit Sharma,Russell P. Goodman,Tsz‐Leung To,Xiaoyan Bao,Fumito Ichinose,Warren M. Zapol,Vamsi K. Mootha
出处
期刊:Nature Biotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:38 (3): 309-313 被引量:144
标识
DOI:10.1038/s41587-019-0377-7
摘要

An elevated intracellular NADH:NAD+ ratio, or ‘reductive stress’, has been associated with multiple diseases, including disorders of the mitochondrial electron transport chain. As the intracellular NADH:NAD+ ratio can be in near equilibrium with the circulating lactate:pyruvate ratio, we hypothesized that reductive stress could be alleviated by oxidizing extracellular lactate to pyruvate. We engineered LOXCAT, a fusion of bacterial lactate oxidase (LOX) and catalase (CAT), which irreversibly converts lactate and oxygen to pyruvate and water. Addition of purified LOXCAT to the medium of cultured human cells with a defective electron transport chain decreased the extracellular lactate:pyruvate ratio, normalized the intracellular NADH:NAD+ ratio, upregulated glycolytic ATP production and restored cellular proliferation. In mice, tail-vein-injected LOXCAT lowered the circulating lactate:pyruvate ratio, blunted a metformin-induced rise in blood lactate:pyruvate ratio and improved NADH:NAD+ balance in the heart and brain. Our study lays the groundwork for a class of injectable therapeutic enzymes that alleviates intracellular redox imbalances by directly targeting circulating redox-coupled metabolites. Intracellular redox defects are treated with an extracellular chimeric enzyme.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Andy完成签到,获得积分10
1秒前
song完成签到,获得积分10
1秒前
科研小白060完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
yl完成签到,获得积分10
1秒前
之之完成签到,获得积分10
1秒前
CodeCraft应助kelly采纳,获得10
1秒前
想上博2027完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
mimi完成签到,获得积分10
2秒前
英姑应助李子采纳,获得10
3秒前
Jiali完成签到,获得积分10
3秒前
ppap4完成签到,获得积分10
4秒前
你好完成签到,获得积分10
4秒前
Ccc完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
马伯乐完成签到 ,获得积分10
4秒前
chase完成签到,获得积分20
4秒前
艾雪完成签到,获得积分10
4秒前
zy_完成签到,获得积分10
5秒前
岚12完成签到 ,获得积分10
5秒前
hh发布了新的文献求助10
5秒前
子晓完成签到,获得积分10
6秒前
wendinfgmei完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI6.1应助LYL采纳,获得10
6秒前
游向海天完成签到,获得积分10
7秒前
安和大桥完成签到,获得积分10
8秒前
sunrise完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
万能图书馆应助fantexi113采纳,获得10
8秒前
明理斓完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
眼睛大凤完成签到,获得积分10
9秒前
魔女完成签到,获得积分10
9秒前
577完成签到,获得积分10
9秒前
情怀应助有意义采纳,获得10
9秒前
木头人完成签到,获得积分10
10秒前
绿毛怪完成签到,获得积分10
10秒前
寒冷水云完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics 500
A Social and Cultural History of the Hellenistic World 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6395083
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8210105
关于积分的说明 17386238
捐赠科研通 5448298
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2880111
邀请新用户注册赠送积分活动 1856628
关于科研通互助平台的介绍 1699314