Protein-metabolite interactomics of carbohydrate metabolism reveal regulation of lactate dehydrogenase.
Protein-metabolite interactomics of carbohydrate metabolism reveal regulation of lactate dehydrogenase.
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DOI：
10.1126/science.abm3452
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发表时间：
2023-03-10
期刊：
影响因子：
56.9
通讯作者：
Rutter, Jared
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hicks, Kevin G.;Cluntun, Ahmad A.;Schubert, Heidi L.;Hackett, Sean R.;Berg, Jordan A.;Leonard, Paul G.;Aleixo, Mariana A. Ajalla;Zhou, Youjia;Bott, Alex J.;Salvatore, Sonia R.;Chang, Fei;Blevins, Aubrie;Barta, Paige;Tilley, Samantha;Leifer, Aaron;Guzman, Andrea;Arok, Ajak;Fogarty, Sarah;Winter, Jacob M.;Ahn, Hee-Chul;Allen, Karen N.;Block, Samuel;Cardoso, Iara A.;Ding, Jianping;Dreveny, Ingrid;Gasper, William C.;Ho, Quinn;Matsuura, Atsushi;Palladino, Michael J.;Prajapati, Sabin;Sun, Pengkai;Tittmann, Kai;Tolan, Dean R.;Unterlass, Judith;VanDemark, Andrew P.;Vander Heiden, Matthew G.;Webb, Bradley A.;Yun, Cai-Hong;Zhao, Pengkai;Wang, Bei;Schopter, Francisco J.;Hill, Christopher P.;Nonato, Maria Cristina;Muller, Florian L.;Cox, James E.;Rutter, Jared
代谢网络相互联系，影响不同的细胞过程。介导这些网络的蛋白质-代谢物相互作用通常是低亲和力的，很难系统地发现。我们开发了质谱法与平衡透析相结合，用于系统地发现变构（MIDAS），以确定这种相互作用。对来自人类碳水化合物代谢的33种酶的分析确定了830种蛋白质与代谢物的相互作用，包括已知的调节物、底物和产物，以及以前未报道的相互作用。我们从功能上验证了一个相互作用的子集，包括长链酰基辅酶a对乳酸脱氢酶的异构体特异性抑制。脂肪酸的细胞处理导致依赖于乳酸脱氢酶异构体表达的丙酮酸-乳酸相互转化的丧失。这些蛋白质-代谢物的相互作用可能有助于动态的、组织特异性的代谢灵活性，使生长和生存在不断变化的营养环境中。
Metabolic networks are interconnected and influence diverse cellular processes. The protein-metabolite interactions that mediate these networks are frequently low affinity and challenging to systematically discover. We developed mass spectrometry integrated with equilibrium dialysis for the discovery of allostery systematically (MIDAS) to identify such interactions. Analysis of 33 enzymes from human carbohydrate metabolism identified 830 protein-metabolite interactions, including known regulators, substrates, and products as well as previously unreported interactions. We functionally validated a subset of interactions, including the isoform-specific inhibition of lactate dehydrogenase by long-chain acyl–coenzyme A. Cell treatment with fatty acids caused a loss of pyruvate-lactate interconversion dependent on lactate dehydrogenase isoform expression. These protein-metabolite interactions may contribute to the dynamic, tissue-specific metabolic flexibility that enables growth and survival in an ever-changing nutrient environment.
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