Regulation of hexokinase and glucose-6-phosphate dehydrogenase genes expression at norm and pathology

Abstract

The increasing of glycolysis in tumors under aerobic conditions is known as Warburg phenomenon; the activity of the pentose phosphate pathway increases also significantly. The pentose phosphate pathway and glycolysis, especially their first steps, and the regulatory enzyme 6-phosphofrukto-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase are influenced by cell signaling systems such as the system of circadian clock, the system of hypoxia-inducible factor and unfolded protein response system, that allow malignant cells to adapt to stress factors such as hypoxia, ischemia and influence of low molecular agents. The review enlightens the impact of signaling systems on the key enzymes of glycolysis and the pentose phosphate pathway gene expression in normal cells and in malignant cells, and their importance for survival of malignant cells under stress conditions.

Посилення гліколізу у пухлинах за аеробних умов відоме як феномен Варбурга, при цьому значно активується пентозофосфатний шунт. Пентозофосфатний шунт і гліколіз, особливо їхні перші ланки та регуляторний фермент 6-фосфофрукто-2-кіназа/фруктозо-2,6-бісфосфатаза піддаються впливу сигнальних систем клітини, таких як циркадіальний годинник, гіпоксія-індукуючий фактор і стрес ендоплазматичного ретикулуму. Це дозволяє онкотрансформованим клітинам адаптуватися до стресових чинників, серед яких гіпоксія, ішемія і дія низькомолекулярних агентів. Зроблено аналіз впливу сигнальних систем на експресію генів ключових ферментів гліколізу і пентозофосфатного шунту за нормальних умов та за умов онкологічної патології. Досліджено значення цього впливу для виживання онкотрансформованих клітин за стресових умов.

Усиление гликолиза в опухолях при аэробных условиях известно как феномен Варбурга, при этом также значительно возрастает активность пентозофосфатного шунта. Пентозофосфатный шунт и гликолиз, особенно их первые звенья и регуляторный фермент 6-фосфофрукто-2-киназа/фруктозо-2,6-бисфосфатаза подвергаются влиянию сигнальных систем клетки, таких как циркадиальные часы, гипоксия-индуцирующий фактор и стресс эндоплазматического ретикулума, что позволяет онкотрансформированным клеткам адаптироваться к стрессовым факторам, в частности, ишемии и действию низкомолекулярных агентов. Проведен анализ влияния сигнальных систем на экспрессию генов ключевых ферментов гликолиза и пентозофосфатного шунта при нормальных условиях и при патологии. Исследовано значение этого влияния для выживания онкотрансформованих клеток в стрессовых условиях.