揭示丙酮酸循环为细菌提供能量

提出了细菌代谢状态决定细菌耐药性，建立了通过关键代谢物逆转细菌耐药性以控制耐药菌的新策略（Peng et al., Cell Metabolism, 2015）。在寻找新的逆转细菌耐药性的代谢物质中，发现谷氨酸（glutamate）可以逆转细菌耐药性。其在进入细菌后，不是遵循已知的TCA循环进行代谢（柠檬酸-异柠檬酸-酮戊二酸-琥珀酸辅酶A-琥珀酸-延胡索酸-苹果酸-草酰乙酸-柠檬酸），而是在草酰乙酸的基础上逐步生成磷酸烯醇丙酮酸、丙酮酸、乙酰辅酶A再从柠檬酸进入三羧酸循环，即柠檬酸-异柠檬酸-酮戊二酸-琥珀酸辅酶A-琥珀酸-延胡索酸-苹果酸-草酰乙酸-磷酸烯醇丙酮酸-丙酮酸-乙酰辅酶A-柠檬酸，形成一个全新的循环，故命名为丙酮酸循环（P循环）。进一步的试验证明，P循环是一条正常的生物有氧氧化的最终代谢途径。P循环消耗草酰乙酸, 而TCA循环消耗乙酰辅酶A。糖类、脂类和氨基酸可以直接进入P循环，而糖类和脂类进入TCA循环需要先转变为乙酰辅酶A，说明P循环才利于糖的利用。更重要的是，将P循环多于TCA循环的基因或酶进行相应的缺失或抑制，其对TCA循环的影响与缺失或抑制TCA循环中的基因或酶的影响一致，说明TCA循环耦合在P循环中。综上所述，该研究的创新点主要包括：1）P循环对于调控生物体内能量平衡发挥着重要的作用；2）TCA循环为P循环提供草酰乙酸，是P循环的一条重要旁路；3）P循环调控TCA循环；4）P循环在代谢物逆转细菌耐药性起到关键作用。