■ 【TargetMol 明星分子】- D-Glucose: 代谢枢纽与病毒增殖关键驱动因子

■ 1. 背景介绍

D-Glucose (T0887)，CAS: 50-99-7 是内源性单糖与关键代谢物，在生物体内充当主要碳源与能量来源。其进入细胞后经 GLUT 或 SGLT 运输，被己糖激酶/葡糖激酶磷酸化为葡萄糖-6-磷酸（G6P），并在多个节点分流：经糖酵解产生活性代谢物与 ATP；进入三羧酸循环与氧化磷酸化以高效合成 ATP；经磷酸戊糖途径生成 NADPH 与核糖-5-磷酸；用于糖原合成储能；并流入己糖胺途径生成 UDP-GlcNAc，进而调控蛋白 O-GlcNAc 化，影响转录与信号转导。D-Glucose 亦通过改变 ATP/ADP 与 ATP/AMP 比值调节营养感知：高 D-Glucose 提升 ATP 抑制 AMPK，促合成代谢；匮乏则激活 AMPK（经 LKB1 等上游激酶）以恢复能量稳态[2]。在特化细胞中，D-Glucose 代谢升高 ATP 促使 KATP 通道关闭，诱发胰岛素分泌；胰岛素受体激活 IRS–PI3K–Akt 通路，协调转运体转位、糖原合成与脂生成，使外源 D-Glucose 与细胞摄取/利用相匹配[1]。同时，MondoA/MLX 与 ChREBP 等转录因子感知 G6P 及戊糖中间体，重塑糖解与生物合成基因表达；己糖胺途径则通过 UDP-GlcNAc 水平调节 O-GlcNAc 转移酶活性并与磷酸化形成信号互作。D-Glucose 还通过胰岛素–Akt 与 AMPK 输入整合至 mTORC1，连接碳通量与生长控制。在研究中，D-Glucose 被用于精确操控代谢与信号：调节糖酵解限速环节、线粒体呼吸与发酵分配、PPP 供给的 NADPH 抗氧化能力，以及 O-GlcNAc 依赖的信号调控；同位素标记可进行 13C 通量分析。其天然甜味与渗透特性支持渗透性利尿与肾生理模型；作为常用营养底物，关于利尿、解毒与强心等报道也促使其用于探究溶质驱动排泄、NADPH 支持的外源物代谢/氧化还原缓冲，以及离体灌流心肌代谢学[1,2]。

■ 2. 文献分享

■ 2.1 Enteric coronavirus PDCoV evokes a non-Warburg effect by hijacking pyruvic acid as a metabolic hub

▲  PDCoV感染导致能量代谢受损。IPI-2I细胞以PDCoV（MOI=0.5）感染或模拟感染，于感染后所示时间点收集细胞，检测ATP含量（%模拟组）

D-Glucose (T0887) 在研究中被确认是支持猪三角冠状病毒（PDCoV）增殖的糖酵解底物。证据显示，降低D-Glucose 会使PDCoV的滴度、RNA拷贝数及病毒蛋白水平下降。与此同时，在IPI-2I细胞中以半乳糖替代D-Glucose 会抑制PDCoV增殖，表明该体系对由D-Glucose 驱动的糖酵解具有依赖性。在其他易感细胞系（LLC-PK1与Huh7）中，通过D-Glucose 缺失导致的糖酵解破坏同样抑制了PDCoV增殖。上述结果共同指向：D-Glucose 的供给对于维持支持PDCoV增殖的糖酵解过程具有重要作用，并在多种细胞类型中表现出一致性。[3]

■ 3. 结语

D-Glucose 通过 GLUT 或 SGLT 转运进入细胞，随后被己糖激酶磷酸化为葡萄糖-6-磷酸，进而分流至糖酵解、磷酸戊糖途径和己糖胺途径等多个代谢与信号通路。文献关键发现指出，D-Glucose 的供给对于维持支持猪三角冠状病毒（PDCoV）增殖的糖酵解过程至关重要，减少 D-Glucose 或用半乳糖替代均会抑制病毒复制，且这一现象在多种细胞类型中一致。未来研究可聚焦于调控 D-Glucose 代谢通路以干预病毒感染，同时深入探讨其在营养感知及信号网络协调中的作用，为疾病代谢脆弱性提供潜在靶点。

■ 4. Q&A

Q1: D-Glucose 如何进入细胞，其最初的代谢过程是什么？

A1: D-Glucose 通过 GLUT 或 SGLT 转运进入细胞，随后被己糖激酶或葡糖激酶磷酸化为葡萄糖-6-磷酸（G6P），作为关键代谢中间体，参与糖酵解、磷酸戊糖途径、糖原合成及己糖胺途径等多条代谢通路。

Q2: D-Glucose 在猪三角冠状病毒（PDCoV）增殖中起什么作用？

A2: D-Glucose 是支持 PDCoV 增殖的关键糖酵解底物。减少 D-Glucose 或用半乳糖替代均会降低病毒滴度、RNA 拷贝数和病毒蛋白表达，说明病毒依赖于 D-Glucose 驱动的糖酵解。

Q3: D-Glucose 对 PDCoV 增殖的影响是否具有细胞类型特异性？

A3: 否，D-Glucose 对 PDCoV 增殖的依赖在多种易感细胞系（如 IPI-2I、LLC-PK1 和 Huh7 细胞）中表现出一致性。

■ 5. 参考文献

[1] Saltiel AR, Kahn CR, et al. Insulin signalling and the regulation of glucose and lipid metabolism. Nature. 2001;414(6865):799-806.

[2] Hardie DG, Ross FA, et al. AMPK: a nutrient and energy sensor that maintains energy homeostasis. Nat Rev Mol Cell Biol. 2012;13(4):251-262.

[3] Su G, Liu J, Duan C, Fang P, Fang L, Zhou Y, et al.. Enteric coronavirus PDCoV evokes a non-Warburg effect by hijacking pyruvic acid as a metabolic hub. Redox Biology. 2024;71():103112.