A Toolbox for Glutamine Use in Dissolution Dynamic Nuclear Polarization: from Enzymatic Reaction Monitoring to the Study of Cellular Metabolic Pathways and Imaging.
amino acids
dissolution dynamic nuclear polarization
glutamine
hyperpolarized 13C
metabolism
Journal
Chemphyschem : a European journal of chemical physics and physical chemistry
ISSN: 1439-7641
Titre abrégé: Chemphyschem
Pays: Germany
ID NLM: 100954211
Informations de publication
Date de publication:
15 06 2023
15 06 2023
Historique:
revised:
25
03
2023
received:
27
02
2023
medline:
19
6
2023
pubmed:
28
3
2023
entrez:
27
3
2023
Statut:
ppublish
Résumé
Glutamine is under scrutiny regarding its metabolic deregulation linked to energetic reprogramming in cancer cells. Many analytical techniques have been used to better understand the impact of the metabolism of amino acids on biological processes, however only a few are suited to work with complex samples. Here, we report the use of a general dissolution dynamic nuclear polarization (D-DNP) formulation using an unexpensive radical as a multipurpose tool to study glutamine, with insights from enzymatic modelling to complex metabolic networks and fast imaging. First, hyperpolarized [5-
Identifiants
pubmed: 36973178
doi: 10.1002/cphc.202300151
doi:
Substances chimiques
Glutamine
0RH81L854J
Amino Acids
0
Carbon Isotopes
0
Types de publication
Journal Article
Research Support, Non-U.S. Gov't
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e202300151Subventions
Organisme : École Doctorale Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries
ID : MTCI ED563
Informations de copyright
© 2023 The Authors. ChemPhysChem published by Wiley-VCH GmbH.
Références
M. R. Siddiqui, Z. A. AlOthman, N. Rahman, Arab. J. Chem. 2017, 10, S1409-S1421.
G. A. Nagana Gowda, D. Raftery, J. Magn. Reson. 2015, 260, 144-160.
T. W.-M. Fan, A. N. Lane, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2016, 92 (93), 18-53.
J. H. Ardenkjaer-Larsen, B. Fridlund, A. Gram, G. Hansson, L. Hansson, M. H. Lerche, R. Servin, M. Thaning, K. Golman, Proc. Nat. Acad. Sci. 2003, 100, 10158-10163.
R. Gupta, M. Lu, G. Hou, M. A. Caporini, M. Rosay, W. Maas, J. Struppe, C. Suiter, J. Ahn, I.-J. L. Byeon, W. T. Franks, M. Orwick-Rydmark, A. Bertarello, H. Oschkinat, A. Lesage, G. Pintacuda, A. M. Gronenborn, T. Polenova, J. Phys. Chem. B 2016, 120, 329-339.
K. K. Frederick, V. K. Michaelis, B. Corzilius, T.-C. Ong, A. C. Jacavone, R. G. Griffin, S. Lindquist, Cell 2015, 163, 620-628.
A. Sadet, E. M. M. Weber, A. Jhajharia, D. Kurzbach, G. Bodenhausen, E. Miclet, D. Abergel, Chem. Eur. J. 2018, 24, 5456-5461.
S. J. Nelson, J. Kurhanewicz, D. B. Vigneron, P. E. Z. Larson, A. L. Harzstark, M. Ferrone, M. van Criekinge, J. W. Chang, R. Bok, I. Park, G. Reed, L. Carvajal, E. J. Small, P. Munster, V. K. Weinberg, J. H. Ardenkjaer-Larsen, A. P. Chen, R. E. Hurd, L.-I. Odegardstuen, F. J. Robb, J. Tropp, J. A. Murray, Sci. Transl. Med. 2013, 5, 198ra108-198ra108.
E. Miclet, V. Stoven, P. A. M. Michels, F. R. Opperdoes, J.-Y. Lallemand, F. Duffieux, J. Biol. Chem. 2001, 276, 34840-34846.
E. Miclet, D. Abergel, A. Bornet, J. Milani, S. Jannin, G. Bodenhausen, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3290-3295.
H. Gutte, A. E. Hansen, H. H. Johannesen, A. E. Clemmensen, J. H. Ardenkjaer-Larsen, C. H. Nielsen, A. Kjaer, Am. J. Nucl. Med. Mol. Imaging 2015, 5, 548-560.
J. E. AbuSalim, K. Yamamoto, N. Miura, B. Blackman, J. R. Brender, C. Mushti, T. Seki, K. A. Camphausen, R. E. Swenson, M. C. Krishna, A. H. Kesarwala, ACS Chem. Biol. 2021, 16, 2144-2150.
A. P. Gaunt, J. S. Lewis, F. Hesse, T. Cheng, I. Marco-Rius, K. M. Brindle, A. Comment, Angew. Chem. 2021, DOI 10.1002/ange.202112982.
G. Sharma, X. Wen, N. R. Maptue, T. Hever, C. R. Malloy, A. D. Sherry, C. Khemtong, ACS Sens. 2021, acssensors.1c01225.
L. Salamanca-Cardona, H. Shah, A. J. Poot, F. M. Correa, V. Di Gialleonardo, H. Lui, V. Z. Miloushev, K. L. Granlund, S. S. Tee, J. R. Cross, C. B. Thompson, K. R. Keshari, Cell Metab. 2017, 26, 830-841.e3.
F. A. Gallagher, M. I. Kettunen, S. E. Day, M. Lerche, K. M. Brindle, Magn. Reson. Med. 2008, 60, 253-257.
C. Cabella, M. Karlsson, C. Canapè, G. Catanzaro, S. Colombo Serra, L. Miragoli, L. Poggi, F. Uggeri, L. Venturi, P. R. Jensen, M. H. Lerche, F. Tedoldi, J. Magn. Reson. 2013, 232, 45-52.
L. Mazuel, R. F. Schulte, A. Cladière, C. Spéziale, M. Lagrée, M. Leremboure, B. Jean, F. Durif, C. Chassain, Magn. Reson. Med. 2017, 78, 1296-1305.
C. Canapè, G. Catanzaro, E. Terreno, M. Karlsson, M. H. Lerche, P. R. Jensen, Magn. Reson. Med. 2015, 73, 2296-2305.
P. R. Jensen, M. Karlsson, S. Meier, J. Ø. Duus, M. H. Lerche, Chem. Eur. J. 2009, 15, 10010-10012.
M. Karlsson, P. R. Jensen, J. Ø. Duus, S. Meier, M. H. Lerche, Appl. Magn. Reson. 2012, 43, 223-236.
G. Bertho, L. Lordello, X. Chen, C. Lucas-Torres, I. E. Oumezziane, C. Caradeuc, M. Baudin, S. Nuan-Aliman, C. Thieblemont, V. Baud, N. Giraud, J. Proteome Res. 2022, 21, 1041-1051.
X. Chen, C. Caradeuc, A. Montagne, V. Baud, G. Bertho, C. Lucas-Torres, N. Giraud, Anal. Chem. 2022, 94, 14974-14984.
M. Stumvoll, G. Perriello, C. Meyer, J. Gerich, Kidney Int. 1999, 55, 778-792.
R. J. DeBerardinis, T. Cheng, Oncogene 2010, 29, 313-324.
C. T. Hensley, A. T. Wasti, R. J. DeBerardinis, J. Clin. Invest. 2013, 123, 3678-3684.
F. Parlati, S. Bromley-Dulfano, S. Demo, J. Janes, M. Gross, E. Lewis, A. MacKinnon, M. Rodriguez, J. Yang, F. Zhao, M. Bennett, Blood 2013, 122, 4226-4226.
A. Beckett, D. Gervais, World J. Microbiol. Biotechnol. 2019, 35, 152.
J. Zhang, J. Fan, S. Venneti, J. R. Cross, T. Takagi, B. Bhinder, H. Djaballah, M. Kanai, E. H. Cheng, A. R. Judkins, B. Pawel, J. Baggs, S. Cherry, J. D. Rabinowitz, C. B. Thompson, Mol. Cell 2014, 56, 205-218.
H. van den Berg, Leuk. Lymphoma 2011, 52, 168-178.
G. Ollenschläger, E. Roth, W. Linkesch, S. Jansen, A. Simmel, B. Mödder, Eur. J. Clin. Invest. 1988, 18, 512-516.
R. Pieters, S. P. Hunger, J. Boos, C. Rizzari, L. Silverman, A. Baruchel, N. Goekbuget, M. Schrappe, C.-H. Pui, Cancer 2011, 117, 238-249.
D. Shimon, Y. Hovav, A. Feintuch, D. Goldfarb, S. Vega, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 5729.
R. A. Wind, M. J. Duijvestijn, C. van der Lugt, A. Manenschijn, J. Vriend, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1985, 17, 33-67.
S. J. Elliott, Q. Stern, M. Ceillier, T. El Daraï, S. F. Cousin, O. Cala, S. Jannin, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2021, 126 (127), 59-100.
M. Rosay, L. Tometich, S. Pawsey, R. Bader, R. Schauwecker, M. Blank, P. M. Borchard, S. R. Cauffman, K. L. Felch, R. T. Weber, R. J. Temkin, R. G. Griffin, W. E. Maas, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 5850.
A. Bornet, R. Melzi, S. Jannin, G. Bodenhausen, Appl. Magn. Reson. 2012, 43, 107-117.
A. Bornet, J. Milani, B. Vuichoud, A. J. Perez Linde, G. Bodenhausen, S. Jannin, Chem. Phys. Lett. 2014, 602, 63-67.
A. Bornet, A. Pinon, A. Jhajharia, M. Baudin, X. Ji, L. Emsley, G. Bodenhausen, J. H. Ardenkjaer-Larsen, S. Jannin, Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 30530-30535.
M. Baudin, B. Vuichoud, A. Bornet, G. Bodenhausen, S. Jannin, J. Magn. Reson. 2018, 294, 115-121.
S. Budavari, M. J. O'Neal, A. Smith, P. E. Heckelman, J. F. Kinneary (Eds.), The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals, Merck&Co, n. d.
M. M. Chaumeil, P. E. Z. Larson, H. A. I. Yoshihara, O. M. Danforth, D. B. Vigneron, S. J. Nelson, R. O. Pieper, J. J. Phillips, S. M. Ronen, Nat. Commun. 2013, 4, 2429.
M. M. Chaumeil, P. E. Z. Larson, S. M. Woods, L. Cai, P. Eriksson, A. E. Robinson, J. M. Lupo, D. B. Vigneron, S. J. Nelson, R. O. Pieper, J. J. Phillips, S. M. Ronen, Cancer Res. 2014, 74, 4247-4257.
L. Dang, D. W. White, S. Gross, B. D. Bennett, M. A. Bittinger, E. M. Driggers, V. R. Fantin, H. G. Jang, S. Jin, M. C. Keenan, K. M. Marks, R. M. Prins, P. S. Ward, K. E. Yen, L. M. Liau, J. D. Rabinowitz, L. C. Cantley, C. B. Thompson, M. G. Vander Heiden, S. M. Su, Nature 2009, 462, 739-744.
A. B. Frahm, D. Hill, S. Katsikis, T. Andreassen, J. H. Ardenkjaer-Larsen, T. F. Bathen, S. A. Moestue, P. R. Jensen, M. H. Lerche, Talanta 2021, 235, 122812.
L. Guduff, D. Kurzbach, C. van Heijenoort, D. Abergel, J.-N. Dumez, Chem. Eur. J. 2017, 23, 16722-16727.
J. Hennig, A. Nauerth, H. Friedburg, Magn. Reson. Med. 1986, 3, 823-833.
J. H. Weiner, L. A. Heppel, J. Biol. Chem. 1971, 246, 6933-6941.
P. S. Masters, J. S. Hong, J. Bacteriol. 1981, 147, 805-819.
M. Zampieri, M. Hörl, F. Hotz, N. F. Müller, U. Sauer, Nat. Commun. 2019, 10, 3354.
M. Scalise, L. Console, F. Rovella, M. Galluccio, L. Pochini, C. Indiveri, Cells 2020, 9, 2028.
J. H. Ardenkjaer-Larsen, S. Macholl, H. Jóhannesson, Appl. Magn. Reson. 2008, 34, 509-522.
J. Wolber, F. Ellner, B. Fridlund, A. Gram, H. Jóhannesson, G. Hansson, L. H. Hansson, M. H. Lerche, S. Månsson, R. Servin, M. Thaning, K. Golman, J. H. Ardenkjaer-Larsen, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. Accel. Spectrometers Detect. Assoc. Equip. 2004, 526, 173-181.
S. Jannin, A. Bornet, S. Colombo, G. Bodenhausen, Chem. Phys. Lett. 2011, 517, 234-236.
D. Baudouin, H. A. van Kalkeren, A. Bornet, B. Vuichoud, L. Veyre, M. Cavaillès, M. Schwarzwälder, W.-C. Liao, D. Gajan, G. Bodenhausen, L. Emsley, A. Lesage, S. Jannin, C. Copéret, C. Thieuleux, Chem. Sci. 2016, 7, 6846-6850.
T. El Daraï, S. F. Cousin, Q. Stern, M. Ceillier, J. Kempf, D. Eshchenko, R. Melzi, M. Schnell, L. Gremillard, A. Bornet, J. Milani, B. Vuichoud, O. Cala, D. Montarnal, S. Jannin, Nat. Commun. 2021, 12, 4695.
J. J. Helmus, C. P. Jaroniec, J. Biomol. NMR 2013, 55, 355-367.
M. Roelfs, P. C. Kroon, 2022, DOI 10.5281/ZENODO.1133336.
C. Harrison, C. Yang, A. Jindal, R. J. DeBerardinis, M. A. Hooshyar, M. Merritt, A. Dean Sherry, C. R. Malloy, NMR Biomed. 2012, 25, 1286-1294.