AbMole 小讲堂丨 6-Diazo-5-oxo-L-norleucine：广谱谷氨酰胺拮抗剂，在细胞代谢与肿瘤研究中的应用

6-Diazo-5-oxo-L-norleucine（DON，6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸，AbMole，M10745）是一种从链霉菌发酵液中分离获得的抗生素，也是一种广谱谷氨酰胺拮抗剂。6-Diazo-5-oxo-L-norleucine（CAS No.：157-03-9）依托重氮酮基团共价修饰谷氨酰胺酰胺利用酶（包括谷氨酰胺酰酶、谷氨酰胺酰胺转移酶等）的活性位点，进而能同时阻断谷氨酰胺分解、嘌呤嘧啶从头合成、己糖胺合成、辅酶生物合成多条核心代谢通路，是解析细胞 “谷氨酰胺成瘾” 代谢特征的经典工具化合物，为系统研究谷氨酰胺代谢在细胞增殖、存活及分化中的多重功能提供了强有力的工具。在作用机理方面，6-Diazo-5-oxo-L-norleucine（DON，CAS No.：157-03-9）通过以下步骤发挥抑制活性：首先，DON以竞争性方式结合谷氨酰胺酶或谷氨酰胺转移酶的活性位点，随后其重氮酮基团发生质子化并在特定位点（如谷氨酰胺酶活性位点丝氨酸残基附近），与谷氨酰胺利用酶形成共价连接，从而不可逆地抑制酶活。

在细胞实验层面，6-Diazo-5-oxo-L-norleucine（DON，6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸，AbMole，M10745）表现出强大的抗肿瘤活性，并在多种肿瘤细胞系中得到了系统性的验证。在胰腺导管腺癌（PDAC）细胞中，DON通过抑制天冬酰胺合成酶（ASNS）显著降低了天冬酰胺的产生，而补充外源性天冬酰胺可部分逆转DON的生长抑制效应，表明天冬酰胺代谢是6-Diazo-5-oxo-L-norleucine（CAS No.：157-03-9）发挥抗肿瘤作用的关键节点之一。10 μM 6-Diazo-5-oxo-L-norleucine在结直肠癌 MC38 肿瘤细胞培养体系中，干预 72 h后能抑制肿瘤细胞增殖、干扰谷氨酰胺依赖的代谢重编程。6-Diazo-5-oxo-L-norleucine还能通过调节细胞代谢影响细胞分化：在小鼠原代Naive CD4⁺T细胞Th17诱导分化体系中，采用1 μM DON持续处理4 天，能显著下调转录因子RORγt的表达，抑制IL-17A、IL-22的分泌，有效阻断Th17的谱系分化，且该浓度下未出现明显的T细胞凋亡；针对小鼠原代CD8⁺T细胞活化与效应功能研究，同样采用1 μM 6-Diazo-5-oxo-L-norleucine持续培养3 天，显示能够重塑 CD8⁺T 的代谢模式，改善长期活化状态下细胞耗竭倾向，提升 IFN-γ的分泌水平。

在动物实验层面，6-Diazo-5-oxo-L-norleucine（DON，6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸，AbMole，M10745）及其前体分子JHU083 已在多种荷瘤小鼠模型中展现出显著的抗肿瘤活性。在膀胱癌荷瘤小鼠中，JHU083（DON的前体分子）能显著抑制肿瘤生长。在乳腺癌4T1荷瘤小鼠中，6-Diazo-5-oxo-L-norleucine能够重编程免疫抑制性肿瘤相关巨噬细胞（TAMs），驱动抗肿瘤免疫应答，提示谷氨酰胺代谢阻断在肿瘤免疫微环境调控中的潜在应用。在Sindbis病毒（SINV）感染的新生小鼠非致死性脑脊髓炎模型中，低剂量6-Diazo-5-oxo-L-norleucine（0.3 mg/kg或0.6 mg/kg）能通过抑制淋巴细胞增殖和免疫细胞的浸润，减轻炎症反应和细胞死亡，但会延迟病毒清除，表明谷氨酰胺代谢在抗病毒免疫应答中发挥重要作用。脑感染疟疾的小鼠模型单次尾静脉注射 10 mg/kg DON，可在数小时内恢复血脑屏障通透性、减轻脑组织水肿与出血，降低中枢系统中 CD8⁺ 效应 T 细胞过度活化造成的神经损伤。结核感染小鼠每日灌胃 8 mg/kg 6-Diazo-5-oxo-L-norleucine，持续 4 周能降低肺部细菌载量，促进保护性 T 细胞募集，改善小鼠肺组织病理损伤

参考文献及鸣谢

[1] Lemberg KM, et al. We're Not "DON" Yet:Optimal Dosing and Prodrug Delivery of 6-Diazo-5-oxo-L-norleucine. Mol CancerTher, 2018, 17(9): 1825-1832.
[2] Recouvreux MV, et al. Glutamine mimicry suppresses tumor progressionthrough asparagine metabolism in pancreatic ductal adenocarcinoma. Nat Cancer,2024, 5(1): 100-113.
[3] Gefitinib Reverses PD-L1-Mediated Immunosuppression Induced by Long-termGlutamine Blockade in Bladder Cancer. Cancer Immunol Res, 2025, 13(1): 66.
[4] Identification of glutamine as a potential therapeutic target in dry eyedisease. Signal Transduct Target Ther, 2025, 10: 27.
[5] Glutamine antagonist JHU083 reprograms immunosuppressive tumor-associatedmacrophages to drive tumor immunity in urologic cancer. GEO, 2024.
[6] Potter MC, et al. Glutamine antagonist-mediated immune suppressiondecreases pathology but delays virus clearance in mice during nonfatalalphavirus encephalomyelitis. Virology, 2024, 508: 134-149.

细胞实验参考

细胞系：MDA-MB-231 human triple-negative breast cancer cells

方法：MDA-MB-231 cells were seeded in culture plates and treated with aconcentration gradient of DON (6-Diazo-5-oxo-L-norleucine) for 72 h for cellproliferation assays. DON powder was dissolved in sterile PBS to prepare stocksolution. Vehicle control cells were incubated with equal volume sterile PBSunder identical culture conditions.

浓度：0, 0.1, 0.3, 1, 3, 10 μM

处理时间：72 h

参考文献： Buffalo Med Surg J.1873 Nov;13(4):149-154.

· 上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献。

动物实验参考

动物模型：6–8-week-old female NSG mice bearing MDA-MB-231 subcutaneous xenografttumors

配制：6-Diazo-5-oxo-L-norleucine (DON) was dissolved in sterilephosphate-buffered saline (PBS) to prepare fresh working solution before eachadministration.

剂量：0.5 mg/kg body weight

给药处理：Mice received intraperitoneal injection of DON three times weekly startingwhen tumor volume reached approximately 120 mm³; control mice were injectedwith equal volume sterile PBS on the same schedule.

参考文献：Buffalo Med Surg J. 1873 Nov;13(4):149-154.