AMPK概述

AMPK被稱為細胞內(nèi)的“能量衛(wèi)士”,、人體內(nèi)能量代謝的“總開關(guān)”,，在能量不足時被激活,，幫助細胞恢復能量平衡,。

研究發(fā)現(xiàn)AMPK活性調(diào)節(jié)存在多種分子機制和生理調(diào)節(jié)，因此,，AMPK調(diào)節(jié)多種代謝和生理過程,，不止調(diào)節(jié)肥胖、炎癥,，還參與衰老進程,、調(diào)節(jié)糖尿病和癌癥等疾病。

基于AMPK在生理學和病理性中的關(guān)鍵作用,，其正在成為熱門的研究靶點之一,。

初識AMPK

AMPK，即AMP-活化蛋白激酶,，是一種在生物體內(nèi)廣泛存在的異源三聚體,，在能量代謝過程中具有關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。

AMPK由三個亞基組成,，主要為α-亞基,、β-亞基以及γ-亞基。

AMPK三維立體圖（源自文獻：doi: 10.1038/nrm3311）

AMPK的常規(guī)激酶結(jié)構(gòu)域在α-亞基的N末端,，緊接著是自身抑制結(jié)構(gòu)域（AID）。在AID之后有延伸的“l(fā)inker peptide”（圖中紅色部分）,，將AID連接至α-亞基羧基末端結(jié)構(gòu)域（α-CTD）,。β-亞基含有碳水化合物結(jié)合模塊（CBM），可能用于AMPK與糖原合成酶等靶點結(jié)合,。β-亞基C-末端結(jié)構(gòu)域（β-CTD）與α-CTD和γ-亞基相互作用,，從而形成復合物的核心。γ-亞基含有四個串聯(lián)重復的CBS（CBS1-CBS4）,，包含四個潛在的配體結(jié)合位點,。

AMPK結(jié)構(gòu)示意圖（源自文獻：doi: 10.1038/nrm3311）

AMPK激活機制

AMPK被上游激酶CAMKK2和LKB1激活,。CAMKK2屬于鈣依賴性蛋白激酶,，可被細胞內(nèi)鈣激活。LKB1屬于絲氨酸/蘇氨酸激酶,，是一種關(guān)鍵的腫瘤抑制因子,，參與調(diào)控細胞內(nèi)的基本活動。

氧氣應(yīng)激,、葡萄糖饑餓,、運動以及線粒體毒物等因素可導致AMPK激活。AMPK激活的作用是重新調(diào)節(jié)代謝,，減少合成代謝過程（減少ATP消耗）,，增加分解代謝（增加ATP產(chǎn)生）,，以恢復更有利的能量平衡。

AMPK結(jié)構(gòu)與激活機制（源自文獻：doi: 10.1038/nrm.2017.95）

AMPK功能“一籮筐”

一旦被激活,，AMPK通過結(jié)合AMP（磷酸腺苷）和ADP（二磷酸腺苷）重新定義代謝過程。AMPK調(diào)節(jié)的途徑分包括蛋白質(zhì)代謝,、脂質(zhì)代謝,、葡萄糖代謝等。AMPK激活刺激肝臟脂肪酸氧化,、酮體生成,，刺激骨骼肌脂肪酸氧化和葡萄糖攝取，抑制膽固醇合成,、脂肪生成和甘油三酯合成,，抑制脂肪細胞脂肪生成和促進脂肪分解，以及調(diào)節(jié)胰腺β細胞的胰島素分泌,。

研究已經(jīng)證實,，AMPK不僅調(diào)節(jié)代謝,，還調(diào)節(jié)細胞功能,，如自噬、線粒體和溶酶體穩(wěn)態(tài),、DNA修復和免疫,。

AMPK激活調(diào)節(jié)多種代謝過程（源自文獻：doi: 10.1038/nrm.2017.95）

靶向AMPK的挑戰(zhàn)

AMPK通過不同的磷酸化來維持細胞穩(wěn)態(tài),。如圖所示,，AMPK的直接靶點種類繁多，具有多種功能,，影響脂質(zhì)和碳水化合物代謝,、線粒體功能、自噬和細胞增殖,。同時,，AMPK異源三聚體在進化過程中由于基因組復制的多樣性，造成多種亞基組合,，如哺乳動物中α,、β、γ組合種類超過12種,。不同亞型可能具有不同的定位和下游靶點,，甚至不同的上游激酶，造成靶向AMPK藥物開發(fā)充滿挑戰(zhàn),。

AMPK通過多種磷酸化途徑維持細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)

（源自文獻：doi: 10.1038/s41580-022-00547-x）

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【參考文獻】

1. Herzig, S., Shaw, R. AMPK: guardian of metabolism and mitochondrial homeostasis. Nat Rev Mol Cell Biol, 2018. doi.org/10.1038/nrm.2017.95

2. Hardie, D., Ross, F. & Hawley, S. AMPK: a nutrient and energy sensor that maintains energy homeostasis. Nat Rev Mol Cell Biol, 2012. doi.org/10.1038/nrm3311

3. Steinberg, G.R., Hardie, D.G. New insights into activation and function of the AMPK. Nat Rev Mol Cell Biol, 2023. doi.org/10.1038/s41580-022-00547-x