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Cytosolic 10-formyltetrahydrofolate dehydrogenase regulates glycine metabolism in mouse liver.
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-10-17 , DOI: 10.1038/s41598-019-51397-1 Natalia I Krupenko 1, 2 , Jaspreet Sharma 1 , Peter Pediaditakis 1 , Baharan Fekry 1, 3 , Kristi L Helke 4 , Xiuxia Du 5 , Susan Sumner 1, 2 , Sergey A Krupenko 1, 2
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-10-17 , DOI: 10.1038/s41598-019-51397-1 Natalia I Krupenko 1, 2 , Jaspreet Sharma 1 , Peter Pediaditakis 1 , Baharan Fekry 1, 3 , Kristi L Helke 4 , Xiuxia Du 5 , Susan Sumner 1, 2 , Sergey A Krupenko 1, 2
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ALDH1L1 (10-formyltetrahydrofolate dehydrogenase), an enzyme of folate metabolism highly expressed in liver, metabolizes 10-formyltetrahydrofolate to produce tetrahydrofolate (THF). This reaction might have a regulatory function towards reduced folate pools, de novo purine biosynthesis, and the flux of folate-bound methyl groups. To understand the role of the enzyme in cellular metabolism, Aldh1l1-/- mice were generated using an ES cell clone (C57BL/6N background) from KOMP repository. Though Aldh1l1-/- mice were viable and did not have an apparent phenotype, metabolomic analysis indicated that they had metabolic signs of folate deficiency. Specifically, the intermediate of the histidine degradation pathway and a marker of folate deficiency, formiminoglutamate, was increased more than 15-fold in livers of Aldh1l1-/- mice. At the same time, blood folate levels were not changed and the total folate pool in the liver was decreased by only 20%. A two-fold decrease in glycine and a strong drop in glycine conjugates, a likely result of glycine shortage, were also observed in Aldh1l1-/- mice. Our study indicates that in the absence of ALDH1L1 enzyme, 10-formyl-THF cannot be efficiently metabolized in the liver. This leads to the decrease in THF causing reduced generation of glycine from serine and impaired histidine degradation, two pathways strictly dependent on THF.
中文翻译：
胞质10-甲酰基四氢叶酸脱氢酶调节小鼠肝脏中的甘氨酸代谢。
ALDH1L1（10-甲酰基四氢叶酸脱氢酶）是在肝脏中高度表达的叶酸代谢酶，其代谢10-甲酰基四氢叶酸产生四氢叶酸（THF）。该反应可能对减少叶酸池，从头嘌呤生物合成和叶酸结合的甲基通量具有调节作用。为了了解酶在细胞代谢中的作用，使用来自KOMP储存库的ES细胞克隆（C57BL / 6N背景）生成了Aldh11-/-小鼠。尽管Aldh11l //-小鼠是活的，没有明显的表型，但是代谢组学分析表明它们具有叶酸缺乏的代谢迹象。具体而言，在Aldh11-/-小鼠的肝脏中，组氨酸降解途径的中间产物和叶酸缺乏的标志物-甲米诺米酸增加了15倍以上。同时，血液中的叶酸水平没有改变，肝脏中的总叶酸池仅降低了20％。在Aldh11l-/-小鼠中也观察到甘氨酸减少了两倍，甘氨酸结合物大量下降，这可能是甘氨酸缺乏的结果。我们的研究表明，在缺少ALDH1L1酶的情况下，肝中无法有效代谢10-甲酰基-THF。这导致THF的减少，导致丝氨酸生成的甘氨酸减少，组氨酸降解受损，这是严格依赖THF的两条途径。10-甲酰基-THF无法在肝脏中有效代谢。这导致THF的减少，导致丝氨酸生成的甘氨酸减少，组氨酸降解受损，这是严格依赖THF的两条途径。10-甲酰基-THF无法在肝脏中有效代谢。这导致THF的降低，导致丝氨酸生成的甘氨酸生成减少，组氨酸降解受损，这是严格依赖于THF的两条途径。
更新日期：2019-10-17
中文翻译：
胞质10-甲酰基四氢叶酸脱氢酶调节小鼠肝脏中的甘氨酸代谢。
ALDH1L1（10-甲酰基四氢叶酸脱氢酶）是在肝脏中高度表达的叶酸代谢酶，其代谢10-甲酰基四氢叶酸产生四氢叶酸（THF）。该反应可能对减少叶酸池，从头嘌呤生物合成和叶酸结合的甲基通量具有调节作用。为了了解酶在细胞代谢中的作用，使用来自KOMP储存库的ES细胞克隆（C57BL / 6N背景）生成了Aldh11-/-小鼠。尽管Aldh11l //-小鼠是活的，没有明显的表型，但是代谢组学分析表明它们具有叶酸缺乏的代谢迹象。具体而言，在Aldh11-/-小鼠的肝脏中，组氨酸降解途径的中间产物和叶酸缺乏的标志物-甲米诺米酸增加了15倍以上。同时，血液中的叶酸水平没有改变，肝脏中的总叶酸池仅降低了20％。在Aldh11l-/-小鼠中也观察到甘氨酸减少了两倍，甘氨酸结合物大量下降，这可能是甘氨酸缺乏的结果。我们的研究表明，在缺少ALDH1L1酶的情况下，肝中无法有效代谢10-甲酰基-THF。这导致THF的减少，导致丝氨酸生成的甘氨酸减少，组氨酸降解受损，这是严格依赖THF的两条途径。10-甲酰基-THF无法在肝脏中有效代谢。这导致THF的减少，导致丝氨酸生成的甘氨酸减少，组氨酸降解受损，这是严格依赖THF的两条途径。10-甲酰基-THF无法在肝脏中有效代谢。这导致THF的降低，导致丝氨酸生成的甘氨酸生成减少，组氨酸降解受损，这是严格依赖于THF的两条途径。
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