來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、美國賓夕法尼亞大學(xué)和南京大學(xué)的研究人員在一項(xiàng)新研究中揭示了腫瘤抑制因子p53在糖代謝中的作用機(jī)制，相關(guān)研究成果2月20日在線發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然細(xì)胞生物學(xué)》（（Nature Cell Biology））上。Nature Cell Biology并在同期以News and Views的形式對(duì)這一論文發(fā)表了題為“p53 guards the metabolic pathway less travelled”的長篇評(píng)論。

論文的通訊作者為中國科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的吳緬教授和美國賓西法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的楊曉魯教授。吳緬實(shí)驗(yàn)室的博士生江鵬和杜文靜是論文的*作者，目前，他們?cè)诿绹e夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院任博士后研究。該研究得到基金委生命科學(xué)部、中科院以及*的資助。

p53是迄今為止細(xì)胞中zui為重要的腫瘤抑制因子之一，它在細(xì)胞生長發(fā)育中的周期調(diào)控、DNA修復(fù)以及細(xì)胞凋亡等重要細(xì)胞過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。近年來發(fā)現(xiàn)p53在細(xì)胞代謝，尤其在糖代謝中也起著重要作用。

在這篇文章中吳緬研究組和楊曉魯實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)現(xiàn)了腫瘤抑制因子p53在調(diào)控磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway, PPP）中的作用機(jī)制。證明了p53可以與磷酸戊糖途徑上的*步反應(yīng)的關(guān)鍵酶葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（glucose-6-phosphate dehydrogenase， G6PD）相結(jié)合，并且抑制它的活性。

在正常情況下，p53參與阻止這一途徑的進(jìn)行，細(xì)胞中的葡萄糖因此被主要用于進(jìn)行酵解和三羧酸循環(huán)；在p53發(fā)生突變或缺失的腫瘤細(xì)胞中，由于p53的突變使它失去與G6PD結(jié)合的能力和對(duì)G6PD的抑制，細(xì)胞中利用葡萄糖的另一代謝途徑即磷酸戊糖途徑因此加速進(jìn)行，大量消耗葡萄糖，這一發(fā)現(xiàn)部分解釋了自19世紀(jì)20年代末科學(xué)家所提出的Warburg現(xiàn)象（Warburg effect）。另外，由于PPP的加速，產(chǎn)生大量NAPDH及戊糖（DNA的組份原料），可以滿足腫瘤細(xì)胞快速生長所需要的大量的DNA復(fù)制。

這一研究還*次提出：p53除了具有轉(zhuǎn)錄活性外，還具有催化功能，它通過與底物瞬時(shí)結(jié)合，以”hit-and-run”的模式使G6PD酶的活性降低。

原文摘要：
p53 regulates biosynthesis through direct inactivation of glucose-6-phosphate dehydrogenase

Cancer cells consume large quantities of glucose and primarily use glycolysis for ATP production, even in the presence of adequate oxygen1, 2. This metabolic signature （aerobic glycolysis or the Warburg effect） enables cancer cells to direct glucose to biosynthesis, supporting their rapid growth and proliferation3, 4. However, both causes of the Warburg effect and its connection to biosynthesis are not well understood. Here we show that the tumour suppressor p53, the most frequently mutated gene in human tumours, inhibits the pentose phosphate pathway5 （PPP）. Through the PPP, p53 suppresses glucose consumption, NADPH production and biosynthesis. The p53 protein binds to glucose-6-phosphate dehydrogenase （G6PD）, the first and rate-limiting enzyme of the PPP, and prevents the formation of the active dimer. Tumour-associated p53 mutants lack the G6PD-inhibitory activity. Therefore, enhanced PPP glucose flux due to p53 inactivation may increase glucose consumption and direct glucose towards biosynthesis in tumour cells.

來源：生物通