It is unclear how cancer cells coordinate glycolysis and biosynthesis to support rapidly growing tumors. We found that the glycolytic enzyme phosphoglycerate mutase 1 (PGAM1), commonly upregulated in human cancers due to loss of TP53, contributes to biosynthesis regulation in part by controlling intracellular levels of its substrate, 3-phosphoglycerate (3-PG), and product, 2-phosphoglycerate (2-PG). 3-PG binds to and inhibits 6-phosphogluconate dehydrogenase in the oxidative pentose phosphate pathway (PPP), while 2-PG activates 3-phosphoglycerate dehydrogenase to provide feedback control of 3-PG levels. Inhibition of PGAM1 by shRNA or a small molecule inhibitor PGMI-004A results in increased 3-PG and decreased 2-PG levels in cancer cells, leading to significantly decreased glycolysis, PPP flux and biosynthesis, as well as attenuated cell proliferation and tumor growth.

Abstract Because the p300/CBP-mediated hyperacetylation of RelA (p65) is critical for nuclear factor-κB (NF-κB) activation, the attenuation of p65 acetylation is a potential molecular target for the prevention of chronic inflammation. During our ongoing screening study to identify natural compounds with histone acetyltransferase inhibitor (HATi) activity, we identified epigallocatechin-3-gallate (EGCG) as a novel HATi with global specificity for the majority of HAT enzymes but with no activity toward epigenetic enzymes including HDAC, SIRT1, and HMTase. At a dose of 100 μmol/L, EGCG abrogates p300-induced p65 acetylation in vitro and in vivo, increases the level of cytosolic IκBα, and suppresses tumor necrosis factor α (TNFα)–induced NF-κB activation. We also showed that EGCG prevents TNFα-induced p65 translocation to the nucleus, confirming that hyperacetylation is critical for NF-κB translocation as well as activity. Furthermore, EGCG treatment inhibited the acetylation of p65 and the expression of NF-κB target genes in response to diverse stimuli. Finally, EGCG reduced the binding of p300 to the promoter region of interleukin-6 gene with an increased recruitment of HDAC3, which highlights the importance of the balance between HATs and histone deacetylases in the NF-κB–mediated inflammatory signaling pathway. Importantly, EGCG at 50 μmol/L dose completely blocks EBV infection-induced cytokine expression and subsequently the EBV-induced B lymphocyte transformation. These results show the crucial role of acetylation in the development of inflammatory-related diseases. [Cancer Res 2009;69(2):583–92]