Hydrogen sulfide coordinates glucose metabolism switch through destabilizing tetrameric pyruvate kinase M2
硫化氫透過使四聚體丙酮酸激酶 M2 失穩，協調葡萄糖代謝轉換
- Authors
- Rong-Hsuan Wang; Pin-Ru Chen; Yue-Ting Chen; Yi-Chang Chen; Yu-Hsin Chu; Chia-Chen Chien; Po-Chen Chien; Shao-Yun Lo; Zhong-Liang Wang; Min-Chen Tsou; Ssu-Yu Chen; Guang-Shen Chiu; Wen-Ling Chen; Yi-Hsuan Wu; Lily Hui-Ching Wang; Wen-Ching Wang; Shu-Yi Lin; Hsing-Jien Kung; Lu-Hai Wang; Hui-Chun Cheng; Kai-Ti Lin
- Journal
- Nature communications
- Online publication date
- Source issue date
- 2024 Aug 29
- DOI
- 10.1038/s41467-024-51875-9
- PubMed
- PMID 39198443
Traditional Chinese abstract
背景： 多數癌細胞會把葡萄糖代謝由氧化磷酸化重新導向有氧糖解，以支應能量與快速增殖所需的大分子合成。降低丙酮酸激酶 M2（PKM2）的酵素活性，可使更多糖解中間產物流向生合成路徑。
結果： 本研究顯示，硫化氫（H₂S）會使 PKM2 的半胱胺酸發生硫氫化（sulfhydration），其中以 C326 位點尤為關鍵；此修飾會使具高活性的 PKM2 四聚體失穩並轉為單體／二聚體，降低其代謝酵素活性，同時提高 PKM2 介導的轉錄活化功能。
機制驗證： 將 C326 突變為不易被硫氫化的絲胺酸（C326S）後，可穩定 PKM2 四聚體；晶體結構也進一步呈現 PKM2-C326S 的四聚體組態。癌細胞表達此突變型後，葡萄糖代謝轉向粒線體呼吸，並顯著抑制腫瘤生長。
結論： H₂S 透過 PKM2 硫氫化來降低其酵素活性並促進腫瘤生成；阻斷這項修飾可能成為標靶癌細胞代謝的治療策略。