|
大家好，这周带来nature communications上的一篇文章，Tyrosine phosphorylation activates 6-phosphogluconate dehydrogenase and promotes tumor growth and radiation resistance。文章通讯作者是中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所的杨巍维研究员，他实验室的研究方向是癌症等重大疾病的代谢重编程机制、代谢小分子新功能和肿瘤微环境与肿瘤细胞代谢的交互调控。 在多种癌细胞中都存在着代谢重编程机制，即使是在有氧条件下，癌细胞不是依赖线粒体氧化磷酸化功能，而是更依赖糖酵解来功能，同时产生大量代谢中间体用以细胞的生物合成和后续增殖。例如，糖酵解产生的葡萄糖-6-磷酸（G-6-P）可以进入戊糖磷酸途径（ppp）并会产生腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）和核糖-5-磷酸盐（R-5-P）。 在正常情况下，大于80%的NADPH用于生物合成，其中大部分参与脂肪酸合成；同时它关键抗氧化剂，经由它可以生成谷胱甘肽（GSH），从而消除细胞中的活性氧ROS，在细胞受到外界刺激，例如电离辐射或者自由基类化合物干扰的时候尤为重要。 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（6 PGD）是ppp途径中第三位的酶，它催化6-磷酸葡萄糖（6-PG）氧化脱羧，并同时将NADP+还原为NADPH。它通常作为同源二聚体发挥作用。研究表明，6 PGD在多种癌细胞中具有高活性，且对于肿瘤细胞增殖起着重要作用。 在肺癌中，敲除6 PGD会导致p53积累和细胞衰老，6 PGD乙酰化会增加NADPH的产生。而表皮生长因子受体(EGFR)在大约40%的胶质母细胞瘤（GBM）中高表达，并对GBM生长增殖以及抵抗外界刺激过程中起着重要作用，所以在本文中，作者选取了GBM体系，研究了在EGFR促进肿瘤生长和抗辐射过程中，6 PGD磷酸化的重要角色。 首先作者在稳定表达EGFR的U87或U251胶质瘤细胞中转染具有Flag标签的6PGD并构建稳转系，随后IP蛋白并用酪氨酸磷酸化抗体、质谱检测、商业化的Y481抗体、有无EGF诱导及Y481突变等几种情况下均证实了存在Y481的磷酸化修饰。 序列分析比较发现Y481在从酵母到人都是高度保守的。进一步对蛋白结构分析发现Y481位于6PGD的二聚界面，靠近辅因子NADP+结合位点。 所以，作者接下来测试了Y481磷酸化是否调节6PGD酶活性。实验结果表明EGF处理可以增加wt的活性，却不能增加Y481F突变体的活性，结果表明Y481磷酸化对于EGFR激活6PGD活性至关重要。 接下来作者为了找到了磷酸化Y481的激酶，他们在稳定表达EGFR和flag-6PGD的细胞里面分别加入不同激酶的抑制剂，筛选到了已知的在EGFR促癌信号的效应蛋白Fyn，通过生化验证证明是它催化了6PGD的Y481磷酸化。 接下来作者通过体外酶活、反应速率测定、co-IP等实验证明Y481磷酸化增强6PGD与NADP+ 结合，并且会促进DNA合成和胶质瘤发展。最后作者用病人样本数据分析，发现6PGD Y481磷酸化与人胶质母细胞瘤的恶性发展有关。 总之，作者发现了6PGD Y481磷酸化会促进肿瘤生长和抗辐射。首先在人胶质母细胞瘤中，EGFR被激活，然后促使Fyn磷酸化6PGD Y481并使得其活性增加，从而促进更多的NADPH和5-磷酸核糖（RU-5-P）产生，RU-5-P 会促进肿瘤DNA复制和细胞增殖。 当肿瘤受到电离辐射时，会产生较多的ROS，而之前产生的较多NADPH和5-磷酸核糖（RU-5-P）可以“解毒”ROS，促进DNA损伤修复，从而促进肿瘤存活。 本文作者：ZYL |
|
|
