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PHGDH的氧化还原修饰通过调控丝氨酸生物合成促进肿瘤生长的机制研究
结题报告
批准号:
81872277
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王魁
依托单位:
学科分类:
H1803.肿瘤细胞命运
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢娜、陈海宁、蒋静文、周立、黄曌、付淑月、彭李缘
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中文摘要
丝氨酸生物合成可促进生物大分子合成并维持氧化还原稳态,在肿瘤生长和存活过程中发挥重要作用。PHGDH是丝氨酸合成的关键限速酶,但其参与肿瘤发生的分子机制尚不清楚。我们前期通过氧化还原蛋白组学技术发现PHGDH可受氧化还原修饰调控。活性氧ROS可导致PHGDH通过分子间二硫键形成同源四聚体,从而增强了PHGDH丝氨酸生物合成的酶活性。进一步研究发现,在氧化应激条件下,敲降PHGDH可显著抑制肿瘤细胞生长和增殖。在此基础上,本项目拟通过半胱氨酸定点突变技术明确PHGDH的半胱氨酸修饰位点和修饰模式;结合细胞与动物模型,阐明PHGDH的氧化还原修饰通过调控丝氨酸生物合成促进肿瘤生长的分子机制;明确PHGDH或其氧化还原修饰在化疗药物杀伤肿瘤细胞中的潜在应用价值。通过本项目的实施,有望从氧化还原信号调控的角度阐明PHGDH在肿瘤发生过程中的生物学功能,为基于抗氧化调变的肿瘤治疗策略提供新思路。
英文摘要
The serine biosynthesis pathway is critical for tumor cell survival via production of metabolic intermediates for macromolecular biosynthesis and maintenance of intracellular redox homeostasis. PHGDH (phosphoglycerate dehydrogenase), which catalyzes the first and rate-limiting step in serine biosynthesis pathway, has been demonstrated to promote tumor cell survival and growth. However, the regulatory mechanisms of PHGDH in tumorigenesis remain largely unknown. Our “OxiodoTMT” redox proteomics analysis has identified PHGDH could act as a redox sensor undergoing redox modifications in response to ROS (reactive oxygen species). The increase in intracellular ROS levels resulted in PHGDH tetramerization via the formation of intermolecular disulfide bond, thereby elevating the enzymatic activity of PHGDH. In addition, PHGDH knockdown significantly inhibits the growth and proliferation of tumor cells. In this project, we will identify the oxidized cysteine residues using site-directed mutagenesis strategy. Moreover, we will investigate the molecular mechanisms underlying PHGDH oxidation-mediated promotion of tumor growth via provoking serine biosynthesis. Finally, the roles of PHGDH and its redox modifications in sensitize tumor cells to chemotherapeutic agents will be evaluated in vitro and in vivo. Our study will provide new insights into the redox regulation mechanisms in tumorigenesis, and pave the road for the development of novel cancer therapeutic strategies based on redox manipulation.
丝氨酸从头合成可促进生物大分子合成并维持氧化还原稳态,在肿瘤生长和存活过程中发挥重要作用。PHGDH是丝氨酸合成通路第一步反应的关键限速酶,已有研究表明PHGDH可促进肿瘤发生,但其中的具体机制尚不清楚。我们发现肝癌细胞内活性氧ROS积累可促进PHGDH形成同源四聚体,从而增强PHGDH酶活。机制研究表明,ROS可导致Cys369和Cys421氧化形成分子间二硫键,从而促进PHGDH同源四聚体的形成。突变Cys369和Cys421两个半胱氨酸位点对糖酵解无明显影响,但可显著降低细胞内NADPH/NADP+比值和GSH水平,从而导致肝癌细胞铁死亡的发生。综上所述,我们的研究表明PHGDH的氧化还原修饰可通过维持氧化还原稳态促进肝癌细胞存活和生长。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Off-target identification by chemical proteomics for the understanding of drug side effects
通过化学蛋白质组学进行脱靶识别以了解药物副作用
DOI:10.1080/14789450.2020.1873134
发表时间:2020-10
期刊:Expert Review of Proteomics
影响因子:3.4
作者:Song Yabing;Luo Li;Wang Kui
通讯作者:Wang Kui
DOI:10.3390/cells8020123
发表时间:2019
期刊:Cells
影响因子:6
作者:Wang Kui;Chen Yi;Zhang Pengju;Lin Ping;Xie Na;Wu Min
通讯作者:Wu Min
DOI:10.1016/j.tibs.2019.01.001
发表时间:2019
期刊:Trends in Biochemical Sciences
影响因子:--
作者:Wang Kui;Jiang Jingwen;Lei Yunlong;Zhou Shengtao;Wei Yuquan;Huang Canhua
通讯作者:Huang Canhua
A Review of the Redox Regulation of Tumor Metabolism
肿瘤代谢的氧化还原调节研究进展
DOI:10.12182/20210160204
发表时间:2021
期刊:Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban
影响因子:--
作者:Wang Kui;Ming Hui;Zuo Jing;Tian Hai-Long;Huang Can-Hua
通讯作者:Huang Can-Hua
DOI:10.1038/s41467-023-36708-5
发表时间:2023-02-23
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Wang, Kui;Luo, Li;Fu, Shuyue;Wang, Mao;Wang, Zihao;Dong, Lixia;Wu, Xingyun;Dai, Lunzhi;Peng, Yong;Shen, Guobo;Chen, Hai-Ning;Nice, Edouard Collins;Wei, Xiawei;Huang, Canhua
通讯作者:Huang, Canhua
ROS介导的PCNA次磺酸化修饰在肿瘤中的作用和机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王魁
  • 依托单位:
PRMT1介导的PHGDH精氨酸甲基化修饰在肝癌中的作用及分子机制研究
  • 批准号:
    82073081
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王魁
  • 依托单位:
瑞格菲尼诱导胶质母细胞瘤细胞自噬的分子机制和生物学功能研究
  • 批准号:
    81602194
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    王魁
  • 依托单位:
国内基金
海外基金