腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine activated protein kinase,AMPK)因可被腺苷一磷酸变构激活而命名。 AMPK 能在正常细胞代谢水平时调节能量代谢,因 此又被称作“细胞能量代谢调节器"。AMPK 是 由 α、β、γ 亚基组成的三聚体,α 亚基包括 α1 和 α2 亚型。AMPKα1 广泛存在于人类各组织器官中,而 AMPKα2 在骨骼肌、心脏和肝脏中的表达较高。茁彩本篇文章中主要介绍 AMPKα1。
一、础惭笔碍α1&苍产蝉辫;的结构与功能&苍产蝉辫;
础惭笔碍α1&苍产蝉辫;结构&苍产蝉辫;础惭笔碍α1&苍产蝉辫;亚基的&苍产蝉辫;N 末端是一个常规的氨基末端激酶结构域,紧随其后是一个由&苍产蝉辫;3 个&苍产蝉辫;α-螺旋组成 的紧密束组成的自动抑制剂结构域(auto-inhibitory domain,AID)。在&苍产蝉辫;AID 之后是扩展的“接头肽",该接头肽连接&苍产蝉辫;AID 与&苍产蝉辫;α-亚基羧基末端结构域(图&苍产蝉辫;1)。&苍产蝉辫;础惭笔碍α1&苍产蝉辫;的激酶结构域是其激活的关键区域, 其激活方式有很多种。在环境和细胞应激的情况 下,如热休克、缺氧、缺血、运动和长期饥饿,细胞 内三磷酸腺苷(adenosine-triphosphate,ATP)/二磷 酸腺苷(adenosine-diphosphate,ADP)比率改变,AMPKα1 的 Thr172 位点发生磷酸化而被激活。
AMPKα1 上游激酶[肝激酶 B1(liver kinase B1, LKB1)、转化生长因子 β 激活的蛋白激酶 1 及钙/钙 调蛋白依赖蛋白激酶-β都可以直接或间接激活 AMPKα1。另外有研究发现 DNA 损伤也可以激活 AMPK。
二、AMPKα1 的功能
1、AMPKα1 通过促进葡萄糖摄取和分 解,可抑制葡萄糖合成,调节糖代谢。
2、调节脂代谢
3、调节蛋白质代谢,AMPK 也可以通过磷酸化 mTOR 相关调控蛋白(regulatory associated protein of mTOR,raptor)上的丝氨酸残 基,灭活 raptor,抑制 mTOR 活化,降低蛋白质合成代谢。
4、调控线粒体生物合成以及细胞自噬过程