浙江大学等揭示抑癌基因PTEN抑制糖酵解活性新机制

时间:2019-09-18 06:52 作者:

2019年9月3日,浙江大学转化医学研究院吕志民研究组与南京医科大学公共卫生学院钱旭研究组在Molecular Cell杂志发表题为PTEN suppresses glycolysis by dephosphorylating and inhibiting autophosphorylated PGK1的长文文章,揭示了PTEN通过抑制自磷酸化的PGK1,发挥对糖酵解的直接抑制作用。


浙江大学等揭示抑癌基因PTEN抑制糖酵解活性新机制


该研究发现,PGK1作为蛋白激酶,可以在324位酪氨酸(Tyr,Y)残基发生自磷酸化;该自磷酸化极大增强了PGK1的代谢酶活性,提高肿瘤细胞糖酵解能力。PTEN兼具脂质磷酸酶(lipid phosphatase)和蛋白磷酸酶(protein phosphatase)活性。PTEN对PI3K/AKT信号通路的抑制作用就是通过其脂质磷酸酶功能实现的。该研究发现,PTEN是自磷酸化的PGK1的蛋白磷酸酶,可以去除PGK1的磷酸化,降低PGK1代谢酶活性,从而抑制肿瘤细胞糖酵解活性。在PTEN活性缺失的胶质瘤病人组织中,PGK1自磷酸化水平升高,并且与病人不良预后密切相关。


浙江大学等揭示抑癌基因PTEN抑制糖酵解活性新机制

图1. PTEN通过抑制PGK1自磷酸化抑制糖酵解活性模式图


本研究主要由浙江大学转化医学研究院吕志民研究组与南京医科大学公共卫生学院钱旭研究组共同完成。钱旭原为吕志民研究组博士后,现为南京医科大学公共卫生学院教授,是本研究的共同通讯作者。


值得一提的是,这是吕志民研究组在Molecular Cell杂志连续四年发表的第四篇关于PGK1的研究论文。前三篇论文分别揭示了PGK1协调糖酵解与三羧酸循环(Molecular Cell 2016)、激活自噬(Molecular Cell 2017)以及促进DNA复制(Molecular Cell 2018),促进肿瘤增殖和生存。


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关于瓦博格效应


瓦博格效应(Warburg effect),即肿瘤细胞即使在氧气充足的情况下仍主要通过糖酵解途径代谢葡萄糖,是肿瘤细胞的一大特征。PTEN作为抑癌基因,通过抑制PI3K/AKT信号通路减少葡萄糖摄取等方式对糖酵解活性发挥间接抑制作用。但PTEN是否与糖酵解代谢酶相互作用直接抑制糖酵解活性尚不清楚。