糖酵解酶GCK的蛋白激酶功能：缺氧条件下通过磷酸化TAZ促进肿瘤生长的分子机制

本研究揭示了缺氧条件下糖酵解酶GCK（Glucokinase）通过CK2介导的S398位点磷酸化发生核转位，进而作为蛋白激酶磷酸化转录共激活因子TAZ（Transcriptional coactivator with PDZ-binding motif）的T346位点，通过招募PIN1（Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase NIMA-interacting 1）抑制β-TrCP依赖的TAZ降解，最终激活TAZ-TEAD转录活性促进肿瘤生长的全新机制。该研究首次发现GCK的蛋白激酶"兼职功能"（moonlighting function），为缺氧微环境调控Hippo通路提供了新视角，对靶向肿瘤代谢-表观遗传交叉调控的治疗策略开发具有重要启示意义。

　　

在肿瘤快速生长过程中，缺氧微环境是普遍存在的特征性病理状态。尽管已知缺氧会促进糖酵解增强（即"瓦氏效应"），但肿瘤细胞如何通过重塑核心细胞通路来适应缺氧压力，仍是未完全阐明的关键科学问题。青岛大学等机构的研究人员发现，糖酵解途径中的限速酶GCK在缺氧条件下展现出超越其经典代谢功能的全新生物学活性，相关成果发表在《Nature Communications》上。

研究团队综合运用CRISPR-Cas9基因编辑、蛋白质互作分析、体外激酶实验、分子动力学模拟等技术手段，结合乳腺癌细胞模型和裸鼠移植瘤实验。通过临床样本队列分析验证了GCK-TAZ轴在肿瘤组织中的激活特征。

GCK S398磷酸化由CK2介导缺氧诱导的GCK核转位

缺氧通过ERK激活CK2α的T360/S362位点磷酸化，增强CK2与GCK的结合。CK2进而磷酸化GCK的S398位点，暴露其核定位信号（NLS），促进importin α1介导的核转位。分子动力学模拟显示S398磷酸化引起NLS中R368构象变化，这是核转位的关键步骤。

核GCK作为蛋白激酶磷酸化TAZ T346

质谱分析发现核GCK与TAZ直接相互作用。体外激酶实验证实GCK能以ATP依赖方式磷酸化TAZ的T346位点，该位点位于TAZ转录激活域且进化保守。基因敲入实验显示T346A突变完全阻断缺氧诱导的TAZ磷酸化。

GCK介导的TAZ磷酸化通过PIN1增强其稳定性

磷酸化的T346/P347模体招募PIN1进行顺反异构化，阻碍β-TrCP与TAZ的结合，从而抑制泛素-蛋白酶体降解途径。异构化实验显示PIN1特异性识别磷酸化T346/P347肽段。蛋白质稳定性分析表明T346E模拟磷酸化突变显著延长TAZ半衰期。

TAZ-TEAD转录激活促进肿瘤恶性表型

报告基因检测显示GCK S398D或缺氧处理显著增强TAZ-TEAD下游靶基因（如CTGF、CYR61、AXL）表达。功能实验证实GCK S398D通过TAZ依赖性机制促进肿瘤细胞增殖、迁移和裸鼠成瘤能力，而T346A突变可逆转这些效应。

该研究首次阐明：①GCK具有不依赖其糖酵解活性的蛋白激酶功能；②缺氧通过CK2-GCK-TAZ轴形成代谢-表观遗传调控环路；③TAZ T346磷酸化是调控其稳定性的新型翻译后修饰。这些发现不仅拓展了对"兼职酶"（moonlighting enzymes）的认知，还为开发靶向GCK激酶活性或TAZ T346磷酸化的抗癌策略提供了理论依据。特别值得注意的是，GCK抑制剂可能通过双重阻断代谢和信号传导发挥抗肿瘤作用，这为克服肿瘤耐药性提供了新思路。