谷氨酰胺酶(Glutaminase)是谷氨酰胺代谢的初始酶，它在细胞中催化谷氨酰胺水解为谷氨酸。谷氨酰胺酶在癌细胞的代谢、生长和增殖中起着关键作用。在哺乳动物细胞中，有两个同源的GLS基因，GLS1（或GLS）和GLS2。GLS1编码两个交替拼接的同工酶：肾脏谷氨酰胺酶（KGA）和谷氨酰胺酶C（GAC）。GLS2也编码两个同工酶：肝脏谷氨酰胺酶（LGA）和谷氨酰胺酶B。GLS1在各种组织中无处不在地表达，其表达可由癌基因MYC诱导。GLS1经常在各种类型的癌症中被激活和/或过度表达，包括肝细胞癌（HCC）。据报道，GLS1能促进包括HCC在内的不同类型癌症的肿瘤发生，这主要归因于其谷氨酰胺酶的活性和促进谷氨酰胺代谢的作用。GLS已经成为一些癌症类型中的关键酶。GLS2酶活性的升高也与体外和体内的肿瘤细胞生长有关。在MYCN扩增的神经母细胞瘤细胞中，N-Myc激活GLS2以促进谷氨酰胺向谷氨酸的转化。废除GLS2的功能会深刻地抑制谷氨酰胺的分解，并极大地减少细胞在体外和体内的增殖和存活。然而，对GLS2作为肿瘤抑制因子的作用存在争议。独立于GLS2的酶活性通过p53或p63上调，发挥肿瘤抑制因子的作用。