來自上海交通大學(xué)的研究人員在新研究中證實，在癌細(xì)胞中PIM2可直接磷酸化PKM2促進糖酵解，這一研究發(fā)現(xiàn)在線發(fā)表在10月18日的《生物化學(xué)雜志》（JBC）上。

    上海交通大學(xué)的黃鋼（Gang Huang）教授是這篇論文的通訊作者。其主要研究方向包括腫瘤代謝機理與分子影像評價，腫瘤療效評價與靶點作用研究，分子影像的絕對定量研究與圖像融合。

    腫瘤細(xì)胞只有在獲得充足能量和構(gòu)件時才會進行細(xì)胞增殖。與正常組織相比較，大多數(shù)的腫瘤葡萄糖利用顯著增高，這被稱之為Warburg效應(yīng)。由于糖酵解酶發(fā)生改變，即便是有氧存在的情況下腫瘤細(xì)胞的葡萄糖代謝也會從氧化磷酸化切換至糖酵解。到目前為止，丙酮酸激酶（pyruvate kinase,PK）被視作是Warburg效應(yīng)的一個重要調(diào)控因子。PK可催化磷酸烯醇丙酮酸（PEP）去磷酸化為丙酮酸鹽，并生成ATP,這是糖酵解中的一個限速步驟。

    PK可分為PKM1、PKM2、L-PK和R-PK四種同工酶，根據(jù)組織不同的代謝功能，它們具有顯著不同的調(diào)控機制與動力學(xué)特征。其中PKM1和PKM2是由PKM2基因編碼，在轉(zhuǎn)錄過程中由前體mRNA經(jīng)不同選擇性剪接的產(chǎn)物。在胚胎發(fā)育過程中，PKM2逐漸被PKM1所取代。與之相反，在腫瘤發(fā)生過程中L-PK或PKM1同工酶下調(diào)而PKM2則再度表達，表明PKM2在癌細(xì)胞中發(fā)揮著獨特的作用。

    由于PKM2的酶活性比PKM1要小，它將更多的糖酵解中間產(chǎn)物催化合成為了核酸、氨基酸和脂類等構(gòu)件。越來越多的證據(jù)表明一些癌基因是通過PKM2來重編程糖酵解，從而影響腫瘤的侵襲表型。此外，近來的一些研究也證實，PKM2可作為一種轉(zhuǎn)錄輔激活因子或蛋白激酶促進基因轉(zhuǎn)錄和腫瘤形成。然而，目前PKM2的調(diào)控機制還未得到充分闡明。

    在這篇新文章中，研究人員確定了一種已知的癌蛋白：絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶PIM2,是PKM2的一個新型結(jié)合伙伴蛋白。通過在體外及培養(yǎng)細(xì)胞中采用多種生物化學(xué)方法，研究人員證實了PIM2和PKM2之間存在相互作用。他們發(fā)現(xiàn)PIM2可在Thr454殘基上直接磷酸化PKM2,導(dǎo)致PKM2蛋白質(zhì)水平增高。與野生型相比，帶有磷酸化缺陷突變的PKM2顯示對于糖酵解、細(xì)胞增殖以及輔激活HIF-1α 和β-catenin的影響降低，而癌細(xì)胞的線粒體呼吸增加。

    這些結(jié)果證實了PIM2依賴性的PKM2磷酸對于調(diào)控癌癥中的warburg效應(yīng)至關(guān)重要，表明了PIM2是一個潛在的治療靶點。