第33卷 第11期(2011年11月):1220-1229

 

AMPK在胰岛素信号转导通路中的作用

 

黄德强1* 罗凌玉1 王丽丽2 罗时文1 吕农华1 罗志军3

 

(1南昌大学第一附属医院消化疾病研究所, 南昌 330006; 2南昌大学第一附属医院超声科, 南昌 330006; 3美国波士顿大学医学院生物化学系, 波士顿 02118)

 

摘要  单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMP-activated potein kinase, AMPK)作为一种细胞能量调节器, 当细胞经历代谢应激反应时, 伴随着细胞内AMP水平或AMP与ATP的比例升高, AMPK被AMP激活, 其活化的结果导致脂肪酸氧化的增加以产生更多ATP; 同时, 抑制ATP消耗, 综合效应是帮助细胞度过急性损伤, 暂时保障细胞的存活。因为一些治疗2型糖尿病的药物通过激活AMPK而发挥作用, 故AMPK被认为是各种潜在的和有效的抗糖尿病药物的靶效应器。5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷(5-amino-4-imidazolecarboxamide riboside, AICAR), 进入细胞后被磷酸化变成ZMP, 后者类似AMP也能够激活AMPK。因此, 我们采用AICAR激活AMPK, 观察活化的AMPK对脂肪细胞能量代谢及胰岛素信号途径的作用。结果显示, 脂肪细胞中的AMPK被激活后, 丙酰辅酶A (malonyl-CoA, 一种脂肪酸氧化作用的抑制剂及脂肪酸合成的前体中间产物)浓度下降80%; 在已分化的3T3-F442a脂肪细胞中, AICAR通过激活AMPK, 增强胰岛素对Akt/PKB的激活和GSK3的磷酸化。相反, 在AICAR预处理的细胞中, 胰岛素对mTOR的激活能力被降低; 同时, mTOR下游效应器(如p70S6K、S6及4E-BP1)的磷酸化也降低。结果还显示, AMPK可在体外直接磷酸化mTOR, 并抑制其自身的磷酸化活性。与此相应, 2-双脱氧葡萄糖诱导的AMPK活化可导致TSC2缺乏的MEF细胞中mTOR的抑制。以上研究结果表明, AMPK在多个方面调节mTOR, 并首次揭示AMPK直接磷酸化mTOR, 导致其酶活性的改变。总之, AMPK全面参与了调节脂肪细胞的能量代谢: 抑制脂肪酸及蛋白质的合成、刺激脂肪酸的氧化作用。

 

关键词  AMPK; 5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷素; Akt; mTOR

 
收稿日期: 2011-5-18  接受日期: 2011-8-8
 

*通讯作者。Tel: 0791-8692507, E-mail: hdq0515@gmail.com

 
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