来自中国科学技术大学、美国宾夕法尼亚大学和南京大学的研究人员在一项新研究中揭示了肿瘤抑制因子p53在糖代谢中的作用机制，相关研究成果2月20日在线发表在国际著名学术期刊《自然细胞生物学》Nature Cell Biology上。Nature Cell Biology并在同期以News and Views的形式对这一论文发表了题为“p53 guards the metabolic pathway less travelled”的长篇评论。
论文的通讯作者为中国科技大学生命科学学院的吴缅教授和美国宾西法尼亚大学医学院的杨晓鲁教授。吴缅实验室的博士生江鹏和杜文静是论文的第一作者，目前，他们在美国宾夕法尼亚大学医学院任博士后研究。该研究得到基金委生命科学部、中科院以及科技部的资助。
p53是迄今为止细胞中最为重要的肿瘤抑制因子之一，它在细胞生长发育中的周期调控、DNA修复以及细胞凋亡等重要细胞过程中发挥着关键作用。近年来发现p53在细胞代谢，尤其在糖代谢中也起着重要作用。
在这篇文章中吴缅研究组和杨晓鲁实验室的研究人员发现了肿瘤抑制因子p53在调控磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway, PPP)中的作用机制。证明了p53可以与磷酸戊糖途径上的第一步反应的关键酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase， G6PD)相结合，并且抑制它的活性。
在正常情况下，p53参与阻止这一途径的进行，细胞中的葡萄糖因此被主要用于进行酵解和三羧酸循环；在p53发生突变或缺失的肿瘤细胞中，由于p53的突变使它失去与G6PD结合的能力和对G6PD的抑制，细胞中利用葡萄糖的另一代谢途径即磷酸戊糖途径因此加速进行，大量消耗葡萄糖，这一发现部分解释了自19世纪20年代末科学家所提出的Warburg现象（Warburg effect）。另外，由于PPP的加速，产生大量NAPDH及戊糖（DNA的组份原料），可以满足肿瘤细胞快速生长所需要的大量的DNA复制。
这一研究还第一次提出：p53除了具有转录活性外，还具有催化功能，它通过与底物瞬时结合，以”hit-and-run”的模式使G6PD酶的活性降低。（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐原文出处：
Nature Cell Biology doi:10.1038/ncb2172
p53 regulates biosynthesis through direct inactivation of glucose-6-phosphate dehydrogenase
Peng Jiang,1, 2, 4 Wenjing Du,1, 2, 4 Xingwu Wang,1 Anthony Mancuso,2 Xiang Gao,3 Mian Wu1 & Xiaolu Yang2
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.
