Я могу установить сочетание клавиш гнома, чтобы быть ключом префикса, как в emacs, tmux или экране?

Я не думаю, что это возможно. Однако Вы могли обходное решение это путем записи собственной программы. Вы отобразились бы Super + x для запуска программы затем программа захватывает ввод с клавиатуры и слушает то, что Вы вводите затем, и запускает желаемое действие.

Программа xchainkeys делает то, что вам нужно, плюс несколько полезных вариантов.
Он не зависит от окружения рабочего стола.

Возможная конфигурация - это что-то вроде режима, в котором не нужно повторять клавишу префикса для серии горячих клавиш;

При этом вместо Super+K Left Super+K Down

typing Super+K Left Down достаточно.