Showing metabocard for Lithium (HMDB0005949)
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| Version | 5.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status | Detected and Quantified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Creation Date | 2007-04-12 18:30:36 UTC | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Update Date | 2020-02-26 21:26:09 UTC | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HMDB ID | HMDB0005949 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Secondary Accession Numbers |
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| Metabolite Identification | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Common Name | Lithium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Description | Lithium (Li) is an alkali metal. First described as a mood stabilizer in 1949, it remains an efficacious treatment for bipolar disorders. Recent emerging evidence of its neuroprotective and neurogenic effects alludes to lithium's potential therapeutic use in stroke and neurodegenerative diseases. One intriguing clinical application is in the treatment of Alzheimer's disease. Ongoing clinical trials are evaluating lithium's abilities to lower tau and beta-amyloid levels in cerebrospinal fluid in Alzheimer's patients. Lithium reduces brain inositol levels by inhibiting the enzyme inositol monophosphatase. This suggests that inositol monophosphatase inhibition is a key mechanism of Li's therapeutic action and that design of new inositol monophosphatase inhibitors may be a practical strategy to create new compounds with Li-like therapeutic effects. Lithium reduces the severity of some behavioral complications of Alzheimer's disease (AD). And there are growing indications that Li may be of benefit to the underlying pathology of AD, as well as an array of other common CNS disorders, including stroke, Parkinson's disease, and Huntington's disease. Physiologically, it exists as an ion in the body. Despite these demonstrated and prospective therapeutic benefits, Li's mechanism of action remains elusive, and opinions differ regarding the most relevant molecular targets. Lithium inhibits several enzymes; significant among these are inositol monophosphatase (IMPase), glycogen synthase kinase-3 (GSK-3), and the proteasome. Lithium has a narrow therapeutic range, and several well characterised adverse effects limit the potential usefulness of higher doses. Acute ingestion in Li-naive patients is generally associated with only short-lived exposure to high concentrations, due to extensive distribution of Li throughout the total body water compartment. Conversely, chronic toxicity and acute-on-therapeutic ingestion are associated with prolonged exposure to higher tissue concentrations and, therefore, greater toxicity. Lithium toxicity may be life threatening, or result in persistent cognitive and neurological impairment. Therefore, enhanced Li clearance has been explored as a means of minimizing exposure to high tissue concentrations. Although haemodialysis is highly effective in removing circulating Li, serum concentrations often rebound so repeated or prolonged treatment may be required. Continuous arteriovenous haemodiafiltration and continuous venovenous haemodiafiltration increase Li clearance, albeit to a lesser extent than haemodialysis, and are more widely accessible. Lithium reduces brain inositol levels by inhibiting IMPase, suggesting that IMPase's inhibition is a key mechanism of Li's therapeutic action and that design of new IMPase inhibitors may be a practical strategy to create new compounds with Li-like therapeutic effects. (PMID: 17688381 , 17316163 , 8110911 , 17288494 ). | Read more...||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Structure |  Structure for HMDB0005949 (Lithium)
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| Synonyms |
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| Chemical Formula | Li | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Average Molecular Weight | 6.941 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Monoisotopic Molecular Weight | 7.016004049 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| IUPAC Name | lithium(1+) ion | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Traditional Name | lithium(1+) ion | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS Registry Number | 7439-93-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| SMILES | [Li+] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| InChI Identifier | InChI=1S/Li/q+1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| InChI Key | HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemical Taxonomy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Description | Belongs to the class of inorganic compounds known as homogeneous alkali metal compounds. These are inorganic compounds containing only metal atoms,with the largest atom being a alkali metal atom. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kingdom | Inorganic compounds | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Super Class | Homogeneous metal compounds | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Class | Homogeneous alkali metal compounds | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sub Class | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Direct Parent | Homogeneous alkali metal compounds | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alternative Parents | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Substituents |
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| Molecular Framework | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| External Descriptors |
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| Ontology | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physiological effect | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Disposition | Biological locationSource
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| Process | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Role | Industrial applicationBiological role
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| Physical Properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| State | Solid | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Experimental Molecular Properties |
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| Experimental Chromatographic Properties | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Predicted Molecular Properties |
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| Predicted Chromatographic Properties | Predicted Collision Cross Sections
Predicted Kovats Retention IndicesUnderivatized
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| Spectra | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
MS/MS Spectra
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| Biological Properties | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cellular Locations | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Biospecimen Locations |
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| Tissue Locations | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pathways | Not Available
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| Normal Concentrations | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Abnormal Concentrations | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Associated Disorders and Diseases | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Disease References |
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| Associated OMIM IDs | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| External Links | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DrugBank ID | DB01356 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Phenol Explorer Compound ID | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| FooDB ID | FDB004181 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| KNApSAcK ID | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemspider ID | 26502 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| KEGG Compound ID | C15473 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| BioCyc ID | LI%2b | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| BiGG ID | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikipedia Link | Lithium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| METLIN ID | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem Compound | 28486 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PDB ID | LI | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ChEBI ID | 49713 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Food Biomarker Ontology | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| VMH ID | M02382 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| MarkerDB ID | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Good Scents ID | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| References | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Synthesis Reference | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Material Safety Data Sheet (MSDS) | Not Available | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| General References |
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Enzymes
- General function:
- Involved in inositol or phosphatidylinositol phosphatase activity
- Specific function:
- Converts adenosine 3'-phosphate 5'-phosphosulfate (PAPS) to adenosine 5'-phosphosulfate (APS) and 3'(2')-phosphoadenosine 5'- phosphate (PAP) to AMP. Has 1000-fold lower activity towards inositol 1,4-bisphosphate (Ins(1,4)P2) and inositol 1,3,4-trisphosphate (Ins(1,3,4)P3), but does not hydrolyze Ins(1)P, Ins(3,4)P2, Ins(1,3,4,5)P4 or InsP6.
- Gene Name:
- BPNT1
- Uniprot ID:
- O95861
- Molecular weight:
- 33392.035
- General function:
- Involved in inositol or phosphatidylinositol phosphatase activity
- Specific function:
- Not Available
- Gene Name:
- INPP1
- Uniprot ID:
- P49441
- Molecular weight:
- 43997.62
References
- Chen X, Ji ZL, Chen YZ: TTD: Therapeutic Target Database. Nucleic Acids Res. 2002 Jan 1;30(1):412-5. [PubMed:11752352 ]
- Li Z, Stieglitz KA, Shrout AL, Wei Y, Weis RM, Stec B, Roberts MF: Mobile loop mutations in an archaeal inositol monophosphatase: modulating three-metal ion assisted catalysis and lithium inhibition. Protein Sci. 2010 Feb;19(2):309-18. doi: 10.1002/pro.315. [PubMed:20027624 ]
- General function:
- Involved in inositol or phosphatidylinositol phosphatase activity
- Specific function:
- Responsible for the provision of inositol required for synthesis of phosphatidylinositol and polyphosphoinositides and has been implicated as the pharmacological target for lithium action in brain. Can use myo-inositol monophosphates, myo-inositol 1,3-diphosphate, myo-inositol 1,4-diphosphate, scyllo-inositol-phosphate, glucose-1-phosphate, glucose-6-phosphate, fructose-1-phosphate, beta-glycerophosphate, and 2'-AMP as substrates.
- Gene Name:
- IMPA1
- Uniprot ID:
- P29218
- Molecular weight:
- 36694.375
References
- Sarkar S, Rubinsztein DC: Inositol and IP3 levels regulate autophagy: biology and therapeutic speculations. Autophagy. 2006 Apr-Jun;2(2):132-4. Epub 2006 Apr 6. [PubMed:16874097 ]
- Trinquet E, Fink M, Bazin H, Grillet F, Maurin F, Bourrier E, Ansanay H, Leroy C, Michaud A, Durroux T, Maurel D, Malhaire F, Goudet C, Pin JP, Naval M, Hernout O, Chretien F, Chapleur Y, Mathis G: D-myo-inositol 1-phosphate as a surrogate of D-myo-inositol 1,4,5-tris phosphate to monitor G protein-coupled receptor activation. Anal Biochem. 2006 Nov 1;358(1):126-35. Epub 2006 Aug 30. [PubMed:16965760 ]
- Ohnishi T, Ohba H, Seo KC, Im J, Sato Y, Iwayama Y, Furuichi T, Chung SK, Yoshikawa T: Spatial expression patterns and biochemical properties distinguish a second myo-inositol monophosphatase IMPA2 from IMPA1. J Biol Chem. 2007 Jan 5;282(1):637-46. Epub 2006 Oct 26. [PubMed:17068342 ]
- Tanizawa Y, Kuhara A, Inada H, Kodama E, Mizuno T, Mori I: Inositol monophosphatase regulates localization of synaptic components and behavior in the mature nervous system of C. elegans. Genes Dev. 2006 Dec 1;20(23):3296-310. [PubMed:17158747 ]
- Ohnishi T, Yamada K, Ohba H, Iwayama Y, Toyota T, Hattori E, Inada T, Kunugi H, Tatsumi M, Ozaki N, Iwata N, Sakamoto K, Iijima Y, Iwata Y, Tsuchiya KJ, Sugihara G, Nanko S, Osumi N, Detera-Wadleigh SD, Kato T, Yoshikawa T: A promoter haplotype of the inositol monophosphatase 2 gene (IMPA2) at 18p11.2 confers a possible risk for bipolar disorder by enhancing transcription. Neuropsychopharmacology. 2007 Aug;32(8):1727-37. Epub 2007 Jan 24. [PubMed:17251911 ]
- General function:
- Involved in inositol or phosphatidylinositol phosphatase activity
- Specific function:
- Can use myo-inositol monophosphates, scylloinositol 1,4-diphosphate, glucose-1-phosphate, beta-glycerophosphate, and 2'-AMP as substrates. Has been implicated as the pharmacological target for lithium Li(+) action in brain.
- Gene Name:
- IMPA2
- Uniprot ID:
- O14732
- Molecular weight:
- 31320.525
References
- Cryns K, Shamir A, Shapiro J, Daneels G, Goris I, Van Craenendonck H, Straetemans R, Belmaker RH, Agam G, Moechars D, Steckler T: Lack of lithium-like behavioral and molecular effects in IMPA2 knockout mice. Neuropsychopharmacology. 2007 Apr;32(4):881-91. Epub 2006 Jul 12. [PubMed:16841073 ]
- Ohnishi T, Ohba H, Seo KC, Im J, Sato Y, Iwayama Y, Furuichi T, Chung SK, Yoshikawa T: Spatial expression patterns and biochemical properties distinguish a second myo-inositol monophosphatase IMPA2 from IMPA1. J Biol Chem. 2007 Jan 5;282(1):637-46. Epub 2006 Oct 26. [PubMed:17068342 ]
- Ohnishi T, Yamada K, Ohba H, Iwayama Y, Toyota T, Hattori E, Inada T, Kunugi H, Tatsumi M, Ozaki N, Iwata N, Sakamoto K, Iijima Y, Iwata Y, Tsuchiya KJ, Sugihara G, Nanko S, Osumi N, Detera-Wadleigh SD, Kato T, Yoshikawa T: A promoter haplotype of the inositol monophosphatase 2 gene (IMPA2) at 18p11.2 confers a possible risk for bipolar disorder by enhancing transcription. Neuropsychopharmacology. 2007 Aug;32(8):1727-37. Epub 2007 Jan 24. [PubMed:17251911 ]
- General function:
- Involved in protein kinase activity
- Specific function:
- Participates in the Wnt signaling pathway. Implicated in the hormonal control of several regulatory proteins including glycogen synthase, MYB and the transcription factor JUN. Phosphorylates JUN at sites proximal to its DNA-binding domain, thereby reducing its affinity for DNA. Phosphorylates MUC1 in breast cancer cells, and decreases the interaction of MUC1 with CTNNB1/beta-catenin. Phosphorylates CTNNB1/beta-catenin. Phosphorylates SNAI1
- Gene Name:
- GSK3B
- Uniprot ID:
- P49841
- Molecular weight:
- 46743.9
References
- Borsotto M, Cavarec L, Bouillot M, Romey G, Macciardi F, Delaye A, Nasroune M, Bastucci M, Sambucy JL, Luan JJ, Charpagne A, Jouet V, Leger R, Lazdunski M, Cohen D, Chumakov I: PP2A-Bgamma subunit and KCNQ2 K+ channels in bipolar disorder. Pharmacogenomics J. 2007 Apr;7(2):123-32. Epub 2006 May 30. [PubMed:16733521 ]
- Adli M, Hollinde DL, Stamm T, Wiethoff K, Tsahuridu M, Kirchheiner J, Heinz A, Bauer M: Response to lithium augmentation in depression is associated with the glycogen synthase kinase 3-beta -50T/C single nucleotide polymorphism. Biol Psychiatry. 2007 Dec 1;62(11):1295-302. Epub 2007 Jul 12. [PubMed:17628506 ]
- O'Brien WT, Klein PS: Validating GSK3 as an in vivo target of lithium action. Biochem Soc Trans. 2009 Oct;37(Pt 5):1133-8. doi: 10.1042/BST0371133. [PubMed:19754466 ]
- General function:
- Involved in binding
- Specific function:
- Involved in signal transduction through the Wnt pathway. Nuclear beta-catenin it involved in transcriptional regulation by association with transcription factors of the TCF/LEF family
- Gene Name:
- CTNNB1
- Uniprot ID:
- P35222
- Molecular weight:
- 85495.9
- General function:
- Amino acid transport and metabolism
- Specific function:
- Functions as a sodium-dependent amino acid transporter. Mediates the saturable, pH-sensitive and electrogenic cotransport of glutamine and sodium ions with a stoichiometry of 1:1. May also transport small zwitterionic and aliphatic amino acids with a lower affinity. May supply glutamatergic and GABAergic neurons with glutamine which is required for the synthesis of the neurotransmitters glutamate and GABA
- Gene Name:
- SLC38A1
- Uniprot ID:
- Q9H2H9
- Molecular weight:
- 54047.0
- General function:
- Involved in transmembrane transport
- Specific function:
- Transports Ca(2+) in exchange for either Li(+) or Na(+), explaining how Li(+) catalyzes Ca(2+) exchange. In contrast to other members of the family its function is independent of K(+)
- Gene Name:
- SLC24A6
- Uniprot ID:
- Q6J4K2
- Molecular weight:
- 64230.8