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编辑推荐： 3-磷酸甘油醛脱氢酶（Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase,GAPDH）是一种至关重要的糖酵解酶，与许多的人类癌症相关联。来自复旦大学的研究人员在新研究中证实，响应葡萄糖信号GAPDH通过第254位赖氨酸（Lysine 254）乙酰化促进自身活化，推动了细胞增殖和肿瘤生长。  生物通报道 3-磷酸甘油醛脱氢酶（Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase,GAPDH）是一种至关重要的糖酵解酶，与许多的人类癌症相关联。来自复旦大学的研究人员在新研究中证实，响应葡萄糖信号GAPDH通过第254位赖氨酸（Lysine 254）乙酰化促进自身活化，推动了细胞增殖和肿瘤生长。这一研究发现发表在12月21日的《生物化学杂志》（JBC）上。 论文的通讯作者是复旦大学上海医学院的雷群英（Qun-Ying Lei）教授。其2006年加入复旦大学，目前研究方向为Hippo-TAZ信号通路，肿瘤代谢，蛋白质翻译后修饰调控机制及其生理病理效应等。发表SCI论文20余篇。 细胞的能量主要来自糖酵解和线粒体的有氧氧化，细胞活性与能量状态密切相关。上世纪20年代，德国生化和生理学家Otto Warburg提出了著名的“Warburg效应”学说：即使在氧充足的条件下，肿瘤细胞仍偏好于采用糖酵解的方式进行葡萄糖代谢，而不是产生ATP效率更高的线粒体氧化磷酸化作用方式。恶性肿瘤中常常出现葡萄糖摄取量增高、糖酵解增加和乳酸堆积现象。在大多数的人类癌症中都可观察到糖酵解酶的水平显著提高。 GAPDH是糖酵解中的一种关键酶，催化3-磷酸甘油醛转变为1,3-二磷酸甘油醛，同时以NAD+为受氢体生成NADH。GAPDH高度保守，一直以来被认为是仅存于细胞质中的管家基因产物，在同种细胞或组织中表达量恒定，因此被广泛用作细胞质蛋白标准化的内参。 但是近年来，越来越多的研究表明GAPDH在细胞核、细胞质、生物膜上均有定位。在糖酵解功能之外还有多种功能，如在tRNA出核、mRNA稳定性、DNA损伤修复、组蛋白表达、TNF-α核酶活性、凋亡及及年龄相关神经退行性疾病、微管聚合、小分子物质相互作用、细胞保护、膜融合和膜转运等方面均有调节作用。GAPDH的各种功能受到寡聚化、翻译后修饰以及亚细胞定位的调控。 蛋白质乙酰化是一种可逆的翻译后修饰，近年来的研究证实其广泛的参与了许多细胞过程的调控。此外，一些乙酰化蛋白质组学研究报告称，发现有2000多种潜在的乙酰化非细胞核底物。包括GAPDH在内的糖酵解相关酶都在肝脏中发生了乙酰化。 在这篇新文章中，研究人员证实响应葡萄糖GAPDH第254位赖氨酸（Lysine 254）乙酰化提高了自身的活性。并且GAPDH (K254)乙酰化可通过乙酰转移酶PCAF和脱乙酰酶HDAC5进行可逆性调控。当研究人员采用谷氨酰胺替代K254时，发现其可以破坏GAPDH支持细胞增殖和肿瘤生长的能力。 新研究揭示了，通过乙酰化作用调控GAPDH酶活性的一种新机制，以及它在细胞调控中的关键作用。 （生物通：何嫱） 生物通推荐原文摘要： Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase Is Activated by Lysine 254 Acetylation in Response to Glucose Signal The altered metabolism in most tumor cells consists of elevated glucose uptake and increased glycolysis even in the presence of high oxygen tension. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is an obligatory enzyme in glycolysis. Here, we report that acetylation at lysine 254 (K254) increases GAPDH activity in response to glucose. Furthermore, acetylation of GAPDH (K254) is reversibly regulated by the acetyltransferase PCAF and the deacetylase HDAC5. Substitution of K254 to glutamine compromises the ability of GAPDH to support cell proliferation and tumor growth. Our study reveals a mechanism of GAPDH enzyme activity regulation by acetylation and its critical role in cellular regulation. 作者简介： 雷群英 教授， 博士生导师 2002年获上海医科大学医学博士学位，之后在美国加州大学洛杉矶分校做博士后研究，2006年被复旦大学引进，国家杰出青年基金获得者, 先后入选上海市科委'浦江人才'、教育部'新世纪优秀人才'、上海市卫生系统'优秀学科带头人'、上海市教委'曙光学者'和上海市优秀学术带头人。荣获明治生命科学奖杰出奖和上海市三八红旗手。主持973、国家自然科学基金、上海市重点课题等项目，发表SCI论文20余篇。 研究方向 ：1、肿瘤代谢;2、Hippo-TAZ信号通路 |
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