2-脱氧-D-葡萄糖（2-DG）是一种葡萄糖类似物，其化学结构与葡萄糖的唯一区别在于第2位碳原子上的羟基（-OH）被氢原子（-H）所取代。这一微小的结构改变使其能够被细胞摄取，但却无法被正常代谢，从而成为一种经典的糖酵解抑制剂。它在生物医学研究、药物开发和代谢研究中具有非常重要的地位。
一、化学性质化学名： 2-脱氧-D-葡萄糖
别名： 如上所列，2-DG 是最常用的简称。
化学式： C₆H₁₂O₅
CAS号： 154-17-6
结构特点： 与葡萄糖（C₆H₁₂O₆）相比，缺少一个氧原子。
物理性质： 通常为白色或类白色结晶性粉末，可溶于水。
化学行为：它可以通过细胞膜上的葡萄糖转运蛋白（GLUTs）进入细胞，竞争性地抑制葡萄糖的摄取。在细胞内，它会被已糖激酶磷酸化，生成 2-脱氧-D-葡萄糖-6-磷酸（2-DG-6-P）。
关键点： 由于缺少2号碳上的羟基，2-DG-6-P无法被葡萄糖-6-磷酸异构酶识别和催化，因此不能进一步转化为果糖-6-磷酸。它也无法被葡萄糖-6-磷酸脱氢酶识别，因此无法进入磷酸戊糖途径。
纯度：99%
厂家：AbMole
2-DG的核心作用机制是充当“分子诱饵”和“代谢阻断剂”。首先，它能被细胞膜上的葡萄糖转运蛋白识别并摄入胞内。接着，它会像葡萄糖一样被己糖激酶磷酸化，生成“2-脱氧-D-葡萄糖-6-磷酸（2-DG-6-P）”。然而，正是由于缺少了2号碳上的羟基，2-DG-6-P无法被后续的代谢酶（如葡萄糖-6-磷酸异构酶）识别，因此既不能进入糖酵解途径产生能量，也无法进入磷酸戊糖途径合成生物大分子前体。这个磷酸化产物会在细胞内大量累积，从而引发一系列下游效应。
三、引发的细胞效应2-DG-6-P在细胞内的累积会引发多重负面效应，最终导致细胞功能受损和死亡。首先，它直接造成能量危机，因为糖酵解被阻断，快速增殖的细胞（如癌细胞）无法高效产生ATP。其次，它抑制了生物合成，糖酵解中间产物是合成核酸、蛋白质和脂质的重要前体，其断供严重阻碍了细胞生长与增殖。再次，它会引发内质网应激，干扰蛋白质的正确糖基化修饰，导致未折叠蛋白积聚。最后，它还会导致氧化应激，因为磷酸戊糖途径受抑制，使得维持细胞抗氧化系统的NADPH生成减少，细胞更易受自由基攻击。
四、主要实验与应用在科学研究领域，2-DG是一种不可或缺的工具。在基础研究中，它被广泛用于抑制细胞糖酵解，从而研究能量代谢途径及其在细胞功能中的作用。在癌症研究中，它常被用于探究癌细胞的“瓦博格效应”（即偏好糖酵解的代谢特性），并测试其与放疗、化疗的联合治疗效果。在神经科学中，其放射性标记类似物[18F]FDG是正电子发射断层扫描（PET）成像的标准示踪剂，用于显示大脑中活性区域的葡萄糖代谢情况。在病毒学中，它也被用于研究抑制病毒复制的方法，因为许多病毒劫持了宿主细胞的糖酵解系统以供自身复制。
五、临床潜力与挑战2-DG作为一种潜在的 therapeutic 药物已被探索数十年。在抗癌方面，多项临床试验尝试将其与传统疗法联用，旨在选择性地饿死癌细胞，但结果显示出疗效有限和潜在的神经系统副作用等挑战。在抗病毒方面，特别是在COVID-19大流行期间，2-DG因其广谱抗病毒潜力受到重视，并在印度获得了针对新冠肺炎的紧急使用授权，但其更广泛的临床应用仍需更多证据支持。此外，它在治疗肺动脉高压、癫痫等疾病方面的可能性也在探索中。总体而言，2-DG的临床转化充满潜力，但也面临着提高疗效和选择性的重大挑战。
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