哺乳动物5'-AMP活化蛋白激酶(AMPK)通常被认为是腺嘌呤核苷酸的传感器,其在低细胞能量状态下被激活,并且通过开启产生ATP的替代分解代谢途径而在这些情况下恢复能量平衡,关闭合成代谢途径和消耗ATP的其他过程。该系统的观点在20世纪90年代提出,在过去的20年里一直盛行。
来自恶性疟原虫的人AMPK-a1亚基和KIN之间的序列相似性,以及典型的哺乳动物AMPK结构域的组成
然而,最近的发现表明,哺乳动物AMPK可以在细胞能量状态没有任何变化的情况下感知葡萄糖,并且这发生在溶酶体,其中AMPK激活复合物与另一种细胞营养素可用性的关键传感器相反,即雷帕霉素复合物1(mTORC1)。
溶酶体表面上葡萄糖传感和AMPK和mTORC1调节模型的示意图
已知哺乳动物AMPK通过降低细胞能量状态而被激活,由AMP / ATP和ADP / ATP比率上升表示。该综述回顾了有关这种情况的最新信息,但也讨论了新的研究,表明AMPK能够独立于腺嘌呤核苷酸的变化来检测葡萄糖的可用性。
通过葡萄糖可用性调节mTORC1
通过醛缩酶检测糖酵解中间体果糖-1,6-二磷酸(FBP),醛缩酶与溶酶体表面上的v-ATP酶结合。在不存在FBP的情况下,醛缩酶和v-ATP酶之间的相互作用发生改变,从而形成基于AXIN的AMPK活化复合物,其含有v-ATP酶,Ragulator,AXIN,LKB1和AMPK,导致Thr172磷酸化和AMPK活化增加。
结构
这种营养传感机制可以激活AMPK,但如果细胞能量状态随后下降,它还可以进一步激活AMPK。溶酶体中的葡萄糖感应,其中AMPK和活化复合物的其他组分与另一种关键营养传感器mTORC1拮抗作用,可能是AMPK最古老的作用之一。
参考信息:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413117306228?via%3Dihub
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