腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine activated protein kinase,AMPK)因可被腺苷一磷酸變構(gòu)激活而命名。 AMPK 能在正常細胞代謝水平時調(diào)節(jié)能量代謝,因 此又被稱作“細胞能量代謝調(diào)節(jié)器"。AMPK 是 由 α、β、γ 亞基組成的三聚體,α 亞基包括 α1 和 α2 亞型。AMPKα1 廣泛存在于人類各組織器官中,而 AMPKα2 在骨骼肌、心臟和肝臟中的表達較高。茁彩本篇文章中主要介紹 AMPKα1。
一、AMPKα1 的結(jié)構(gòu)與功能
AMPKα1 結(jié)構(gòu) AMPKα1 亞基的 N 末端是一個常規(guī)的氨基末端激酶結(jié)構(gòu)域,緊隨其后是一個由 3 個 α-螺旋組成 的緊密束組成的自動抑制劑結(jié)構(gòu)域(auto-inhibitory domain,AID)。在 AID 之后是擴展的“接頭肽",該接頭肽連接 AID 與 α-亞基羧基末端結(jié)構(gòu)域(圖 1)。 AMPKα1 的激酶結(jié)構(gòu)域是其激活的關(guān)鍵區(qū)域, 其激活方式有很多種。在環(huán)境和細胞應(yīng)激的情況 下,如熱休克、缺氧、缺血、運動和長期饑餓,細胞 內(nèi)三磷酸腺苷(adenosine-triphosphate,ATP)/二磷 酸腺苷(adenosine-diphosphate,ADP)比率改變,AMPKα1 的 Thr172 位點發(fā)生磷酸化而被激活。
AMPKα1 上游激酶[肝激酶 B1(liver kinase B1, LKB1)、轉(zhuǎn)化生長因子 β 激活的蛋白激酶 1 及鈣/鈣 調(diào)蛋白依賴蛋白激酶-β都可以直接或間接激活 AMPKα1。另外有研究發(fā)現(xiàn) DNA 損傷也可以激活 AMPK。
二、AMPKα1 的功能
1、AMPKα1 通過促進葡萄糖攝取和分 解,可抑制葡萄糖合成,調(diào)節(jié)糖代謝。
2、調(diào)節(jié)脂代謝
3、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)代謝,AMPK 也可以通過磷酸化 mTOR 相關(guān)調(diào)控蛋白(regulatory associated protein of mTOR,raptor)上的絲氨酸殘 基,滅活 raptor,抑制 mTOR 活化,降低蛋白質(zhì)合成代謝。
4、調(diào)控線粒體生物合成以及細胞自噬過程