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Breast cancer cells adapt to metabolic stress by increasing ethanolamine phospholipid synthesis and CTP:ethanolaminephosphate cytidylyltransferase-Pcyt2 activity.
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- Author(s): Zhu, Lin; Bakovic, Marica
- Source:
Biochemistry & Cell Biology. Apr2012, Vol. 90 Issue 2, p188-199. 12p. 2 Diagrams, 2 Charts, 5 Graphs.
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- Subject Terms:
- Abstract:
The significance of phosphatidylethanolamine (PE) in breast cancer cell metabolism was investigated under stress conditions caused by serum deficiency. Serum deficient MCF-7 cells adapt to stress conditions by increasing synthesis and content of PE and diacylglycerol (DAG). The biosynthesis of PE from DAG and ethanolamine was regulated at the level of formation of CDP-ethanolamine, the metabolic step catalyzed by Pcyt2. The catalytic activity of Pcyt2 was elevated 2-3-fold, yet the enzyme remained rate-limiting in serum-deficient cells. Contributions to the elevated Pcyt2 activity included transcriptional and translational components. The mRNA levels of two splice variants, Pcyt2α and Pcyt2β, were 1.5-3-fold higher in deficient cells. The total amounts of Pcyt2 and Pcyt2α proteins were similarly elevated 1.5-2.5-fold. In vivo [γ32Pi] radiolabeling revealed that Pcyt2 was additionally regulated by phosphorylation. Under unfavorable metabolic conditions, both endogenous and His/Myc-tagged Pcyt2 were increasingly phosphorylated at Ser residues. The results established that elevated DAG formation and the increased activity of the rate-regulatory enzyme Pcyt2 were critical modulators of the PE Kennedy pathway, and total PE content in serum deprived breast cancer cells. Therefore, as an essential gene sensitive to nutritional microenvironment, Pcyt2 could represent a legitimate target in novel metabolic strategies for cancer. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Abstract:
L'importance de la phosphatidyléthanolamine (PE) dans le métabolisme des cellules de cancer du sein a été étudiée lors d'un stress causé par une carence en sérum. Les cellules MCF-7 privées de sérum s'adaptent au stress en augmentant la synthèse et le contenu en PE et en diacylglycérol (DAG). La biosynthèse de PE à partir de DAG et d'éthanolamine était régulée au niveau de la formation de CDP-éthanolamine, l'étape métabolique catalysée par la Pcyt2. L'activité catalytique de la Pcyt2 était de 2 à 3 fois plus élevée, même si l'enzyme demeurait cinétiquement limitante chez les cellules privées de sérum. La contribution de l'activité accrue de la Pcyt2 touchait les composantes de la transcription et de la traduction. Les niveaux d'ARN de deux variants d'épissage, la Pcyt2α et la Pcyt2β, étaient de 1,5 à 3 fois plus élevés chez les cellules déficientes. La quantité totale de Pcyt2 et de Pcyt2α était également augmentée de 1,5 à 3 fois. Le marquage radioactif au [γ32Pi] a révélé que la Pcyt2 était aussi régulée par la phosphorylation. Sous des conditions favorables au plan métabolique, les Pcyt2 endogène et étiquetée au His/Myc était phosphorylées de façon accrue sur des résidus Ser. Les résultats ont établi que l'augmentation de la formation de DAG et l'augmentation de l'activité de l'enzyme de régulation cinétiquement limitante Pcyt2 constituaient toutes deux des étapes modulatrices critiques de la voie de Kennedy de la PE et du contenu total en PE chez les cellules de cancer du sein privées de sérum. Ainsi, en tant que gène essentiel sensible au microenvironnement nutritif, le Pcyt2 pourrait représenter une cible valable des nouvelles stratégies métaboliques contre le cancer. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Abstract:
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