10种方法丨测量各种环境中的细胞代谢- 大数跨境

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10种方法丨测量各种环境中的细胞代谢

基因快讯

2021-07-27

导读：研究细胞代谢，快来收藏

科学家可以使用几种不同的测定法来测量各种环境中的代谢。这些方法包括直接确定代谢率以及检查关键信号转导通路和环境提示（如缺氧和氧化应激）的方法，这些信号和通路可直接影响正常和病理条件下的代谢。

用于评估缺氧和氧化应激的生物标志物和测定法

缺氧和氧化应激是细胞代谢改变的原因和后果。Cell Signaling Technology^TM（CST®）很荣幸提供抗体来研究缺氧和氧化应激的关键生物标志物。

HIF-1α（一种细胞缺氧反应途径的主要调节因子）的表达在低氧环境下得到了显著上调。CST的 HIF1 抗体可用于通过一系列测定法（包括蛋白质印迹法和 ELISA）检查这些变化。HIF-1α 表达升高提示细胞或组织可能在其模型系统中暴露于缺氧状态。
作为转录因子，HIF-1 可激活多种下游靶标的表达。评估这些下游靶标以及 HIF-1α ，可为细胞是否存在缺氧和氧化应激的过程提供依据。点击 CST 缺氧交互式信号通路 https://www.cellsignal.cn/pathways/hypoxia-signaling-pathway?N=4294956305&Ntk=Content&Ntt=hypoxia&fromPage=plp&site-search-type=Content 可查看 HIF-1α 下游靶标及产品。

测量线粒体呼吸

线粒体是提供主要能量以支持细胞功能的细胞器。来自三聚体的电子通过线粒体内膜上的呼吸链从这些中间体中转移，从而实现了从 TCA 循环到 ATP 的代谢物转化。针对线粒体呼吸的检测可直接读出细胞代谢活性。

可以通过测量线粒体活性的关键生物标志物来检查线粒体的呼吸作用和功能。其中包括SDHA、COX1 以及 CST 的Tricarboxylic Acid Cycle Antibody Sampler Kit。

评估线粒体完整性

线粒体的完整性对于调节细胞能量和调节细胞凋亡至关重要。

线粒体完整性可通过 Mitochondrial Membrane Potential Assay Kit (II) 和生物标志物细胞色素 C进行测定，后者是在细胞凋亡启动期间从线粒体释放到细胞溶质中的。

测量氨基酸代谢

氨基酸是细胞蛋白质的构建基础，也是促进细胞过程的关键营养物质。例如，谷氨酰胺是一种重要的代谢燃料，可帮助快速增殖的细胞满足其对 ATP 的需求。可通过 CST 谷氨酰胺代谢相互作用通路：https://www.cellsignal.cn/pathways/glutamine-metabolism 访问可用于研究氨基酸代谢的 CST 产品的链接，包括 GLS、IDH1 和 IDH2 等关键酶。

测量 mTOR 活性

雷帕霉素（mTOR）的机制靶标是丝氨酸苏氨酸激酶，其可作为细胞生长和代谢的主要调节剂。 mTOR 整合了细胞外生长因子、细胞因子的信号转导，并充当营养传感器来影响多种细胞过程，包括细胞增殖、存活、细胞生长和蛋白质翻译。mTOR存在于两种不同的信号复合体中，称为 mTORC1 和 mTORC2，它们主要通过 PI3K/AKT、ERK1/2 和 AMPK 通路接收信号输入。mTORC1 的主要下游靶点包括 p70/S6K 和 4E-BP1/2，而 mTORC2 通过 SGK1、PKCa 和 AKT 传递信号。可以使用 CST mTOR 底物小包装抗体套装来查询 mTOR 信号的组分，该试剂盒包括：

mTOR	丝氨酸/苏氨酸激酶
Phospho-p70 S6 kinase (Thr389)	mTORC1 的下游效应子 Thr389 与激酶活性相关
Phospho-p70 S6 kinase (Ser371)	mTORC1 的下游效应子 Ser371 与激酶活性相关
Phospho-4E-BP1 (Thr37/46)	mTORC1 的下游效应子可抑制帽依赖性翻译，Thr37/46 是 mTOR 活性的读数
Phospho-mTOR (Ser2448)	mTOR Ser2448 通过 PI3K/AKT 激活被磷酸化

评估 AMPK 活性 - 代谢的主要调节因子

AMP 活化蛋白激酶（AMPK）是调节葡萄糖和脂质代谢的细胞能量稳态的主要调节因子。AMPK 可磷酸化下游靶标，以调节葡萄糖代谢（例如 PFKFB3、GYS1）、脂质代谢（例如 HMGR、ACC1、PLD1）、转录（例如 HDAC4/7、p300、Srebp1）和细胞生长/自噬（例如 Raptor、ULK1、Becilin-1）。可使用 CST AMPK 底物小包装抗体套装中的试剂查询 AMPK 信号的组分，该试剂盒包括：

AMPKa	丝氨酸/苏氨酸激酶
Phospho-AMPKa (Thr172)	丝氨酸/苏氨酸激酶在 Thr172 位点的磷酸化对于激活至关重要
ULK1	丝氨酸/苏氨酸激酶和 AMPK 与自噬相关的下游效应子
Phospho-ULK1(Ser555)	AMPK 在 Ser555 位点上使 ULK1 磷酸化对饥饿诱导的自噬、低营养素和低能量条件下的细胞存活以及线粒体平衡非常关键。
Raptor	AMPK 底物和 mTORC1 组分
Phospho-Raptor (Ser 792)	Ser 792 由 AMPK 磷酸化，以抑制 mTORC1
Beclin-1	与自噬相关的 AMPK 下游效应子
Phospho-Beclin-1 (Ser93)	Ser93位点（在人类中）被AMPK诱导的自噬磷酸化。对应于鼠类，是 Ser 91位点。

测量 Warburg 效应

Warburg 效应是许多癌症的代谢适应，饥饿促进癌细胞的生长和存活。具体来说，即使在有氧的情况下，癌细胞也倾向于通过糖酵解而不是更有效和常用的氧化磷酸化通路进行代谢。一些信号通路（包括PI3K/AKT 和 RAS 的激活）参与了 Warburg 效应。此外，丙酮酸激酶同工酶 M2（PKM2）的二聚体形式被认为在 Warburg 效应中起中心作用。Warburg 效应的一个特征是乳酸的生成量增加。查看 CST-Warburg 效应信号通路：https://www.cellsignal.cn/pathways/warburg-effect-pathway，可以直接获得有助于 Warburg 效应的关键组分和产品来测定其表达和活性。

评估胰岛素受体（IR）信号转导

胰岛素是控制细胞能量功能（如葡萄糖和脂质代谢）的主要激素，通过结合并激活胰岛素受体酪氨酸激酶发挥作用。受体激活主要通过 PI3K/AKT 和 ERK1/2 通路诱导IRS家族衔接蛋白的募集和下游活化，从而影响许多细胞过程。可以使用 CST 胰岛素受体底物小包装抗体套装中的试剂来测定胰岛素受体信号转导的组分，该试剂盒包括：

IRS-1	胰岛素受体信号转导接头蛋白
Phospho-IRS-1(Ser307)	Ser 307 由 JNK 和 IKK 磷酸化
Phospho-IRS-1(Ser612)	Ser 612 的磷酸化由 PKC 和 mTOR 通路介导
Phospho-IRS-1(Ser318)	mTORC1 的下游效应子可抑制帽依赖性翻译，Thr37/46 是 mTOR 活性的读数
IRS-2	胰岛素受体信号转导接头蛋白