HIF-1-mediated expression of pyruvate dehydrogenase kinase: A metabolic switch required for cellular adaptation to hypoxia

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作者
Jung‐whan Kim,Irina Tchernyshyov,Gregg L. Semenza,Chi V. Dang
出处
期刊:Cell Metabolism [Elsevier]
卷期号:3 (3): 177-185 被引量:3292
标识
DOI:10.1016/j.cmet.2006.02.002
摘要

Activation of glycolytic genes by HIF-1 is considered critical for metabolic adaptation to hypoxia through increased conversion of glucose to pyruvate and subsequently to lactate. We found that HIF-1 also actively suppresses metabolism through the tricarboxylic acid cycle (TCA) by directly trans-activating the gene encoding pyruvate dehydrogenase kinase 1 (PDK1). PDK1 inactivates the TCA cycle enzyme, pyruvate dehydrogenase (PDH), which converts pyruvate to acetyl-CoA. Forced PDK1 expression in hypoxic HIF-1alpha null cells increases ATP levels, attenuates hypoxic ROS generation, and rescues these cells from hypoxia-induced apoptosis. These studies reveal a hypoxia-induced metabolic switch that shunts glucose metabolites from the mitochondria to glycolysis to maintain ATP production and to prevent toxic ROS production.
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