PKM基因｜基因功能、疾病关联、突变与代谢研究
PKM基因编码丙酮酸激酶M型，是糖酵解的关键酶，在肿瘤代谢重编程中发挥核心作用。
基因信息卡
| 基因符号 | PKM |
|---|---|
| 基因全名 | pyruvate kinase M1/2 |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 15q23 |
| NCBI Gene ID | 5315 ncbi.nlm.nih.gov/gene/5315 |
| Ensembl ID | ENSG00000067225 |
| UniProt ID | P14618 |
| OMIM ID | 179050 |
| HGNC ID | 9021 |
| 基因别名 | PKM2, PKM1, OIP3, THBP1, CTHBP, HEL-S-30 |
基因功能与研究简介
PKM基因编码丙酮酸激酶M型，是糖酵解途径的关键酶，催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸并产生ATP。PKM基因通过选择性剪接产生两种主要异构体：PKM1和PKM2。PKM1在正常分化组织中高表达，而PKM2在增殖细胞和肿瘤细胞中高表达，参与肿瘤代谢重编程（Warburg效应）。PKM2还以二聚体形式存在于细胞核中，发挥非代谢功能，如调控基因转录和细胞周期。PKM基因的异常表达和突变与多种癌症、代谢疾病及神经发育障碍相关。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| 癌症 | PKM2在多种肿瘤中高表达，促进有氧糖酵解和肿瘤生长，与肿瘤侵袭、转移及不良预后相关。 | 较强研究证据 |
| 神经发育障碍 | PKM基因突变与神经发育异常相关，如智力障碍和癫痫。 | 已明确致病 |
| 代谢综合征 | PKM2参与胰岛素信号通路和葡萄糖代谢，其异常可能与代谢综合征相关。 | 潜在关联 |
表达谱
组织表达
| 组织 | nTPM | 级别 |
|---|---|---|
| 肝脏 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 骨骼肌 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 脑 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 心脏 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 肾脏 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
细胞系表达
| 细胞系 | nTPM | 笔记 |
|---|---|---|
| HeLa | 暂无可靠数据 | 宫颈癌细胞系 |
| A549 | 暂无可靠数据 | 肺癌细胞系 |
| MCF7 | 暂无可靠数据 | 乳腺癌细胞系 |
| HCT116 | 暂无可靠数据 | 结直肠癌细胞系 |
数据来源：Human Protein Atlas（proteinatlas.org）
突变与遗传变异
Hotspot Mutations
| 变体 | 类型 | 频率 | 功能描述 |
|---|---|---|---|
| c.1151C>T (p.Thr384Met) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响PKM2活性，与神经发育障碍相关 |
| c.1493A>G (p.Glu498Gly) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响PKM2四聚体稳定性，与代谢异常相关 |
| c.1573C>T (p.Arg525Trp) | 错义突变 | 罕见 | 可能影响PKM2活性，与癌症相关 |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
导致PKM酶活性降低或缺失，影响糖酵解和能量代谢，可能引起代谢缺陷或神经发育异常。
Gain of Function（功能获得，GOF）
增强PKM2的代谢或非代谢功能，促进肿瘤细胞增殖和存活。
Dominant Negative（显性负效应，DN）
突变型PKM2干扰野生型蛋白的功能，影响四聚体形成，导致酶活性下降。
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0004743 (pyruvate kinase activity) | • GO:0006096 (glycolytic process) |
| • GO:0005515 (protein binding) | • GO:0005634 (nucleus) |
| • GO:0005829 (cytosol) | • GO:0016020 (membrane) |
相关通路
• hsa00010 (Glycolysis / Gluconeogenesis)
• hsa05230 (Central carbon metabolism in cancer)
• hsa04910 (Insulin signaling pathway)
蛋白质功能简介
PKM基因编码的丙酮酸激酶M型蛋白是糖酵解的关键酶，以四聚体形式催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸。PKM2在肿瘤细胞中高表达，以二聚体形式存在，参与有氧糖酵解和基因转录调控。PKM2的核转位和蛋白激酶活性在肿瘤发生中发挥重要作用。PKM1主要在正常分化组织中表达，参与能量代谢。PKM蛋白的活性受多种变构调节剂调控，如FBP和丝氨酸。
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