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AMPK信号通路及其相关产品推介
发布人:善本生物浏览次数:44

一、AMPK信号通路上、下游信号分子作用及其意义


一磷酸腺苷(aenosine monophosphate,AMP)激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为一个关键的生物能量和信号传感器,是一种进化上保守的丝氨酸/苏氨酸激酶,监测细胞内能量状态,协调代谢途径维持能量稳态,最终调节细胞和器官的生长进程。AMPK响应于下降的能量供应而被激活;当细胞处于能量应激状态(如缺氧、ATP耗竭、葡萄糖缺乏或线粒体功能受损)时,细胞内AMP/ATP比值升高引发AMPK激活,进而抑制耗能过程并促进ATP生成,籍此帮助细胞适应能量短缺环境。

AMPK是由α、β和γ亚基形成的异源三聚体蛋白复合物。这三个亚基中的每一个都在AMPK的稳定性和活性中发挥特定的作用,其中α亚基包含激酶结构域和自抑制结构域,负责磷酸化下游靶蛋白;β亚基通过碳水化合物结合模块(carbohydrate binding module,CBM)介导复合物与糖原的结合,作为支架蛋白,连接α和γ亚基;γ亚基则含有4个串联的胱硫醚β合酶(cystathione beta synthase,CBS)结构域,负责感知细胞内AMP/ATP比率变化。不同亚型的组织特异性分布赋予AMPK功能多样性:例如,当AMP水平升高时,与AMPK的γ亚基结合诱导构象变化,进而促进α亚基Thr172位点的磷酸化—AMPK激活(图1)。该过程由肝激酶B1(liver kinase B1,LKB1)或钙离子/钙调素依赖性蛋白激酶激酶β(Ca2+/CaM-dependent protein kinase kinase,CaMKKβ)介导(图1)。LKB1与辅助蛋白STRAD和MO25形成复合物,在能量应激时AMPK的Thr172位点磷酸化是AMPK激活的主要途径;CaMKKβ能独立于能量状态,响应钙离子信号,直接磷酸化AMPK的Thr172;AMP的结合不仅增强LKB1或CaMKKβ对AMPK的磷酸化效率,还可抑制蛋白磷酸酶(如PP2A、PP2C)对Thr172位点的去磷酸化,从而延长AMPK的活性状态,换言之,PP2A和PP2C作为该信号通路的负调控因子通过去磷酸化Thr172位点抑制AMPK活性。

值得注意的是,α、β和γ亚基可以以不同的同种型存在:α亚基可以以α1或α2、γ亚基以γ1、γ2或γ3、β亚基以β1或β2同种型存在;在大多数细胞中表达的最常见的同种型是α1、β1和γ1同种型,α2同种型在骨骼肌和肝脏中占主导,β2、γ2和γ3同种型也在心肌和骨骼肌中表达。

AMPK作为能量代谢的核心调控枢纽,通过整合上游能量状态与激素信号,协调下游代谢途径,在以下方面发挥关键作用。

1、促进能量生成:AMPK磷酸化乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoA carboxylase,ACC),抑制丙二酰辅酶A生成,促进脂肪酸氧化;磷酸化SREBP-1c,阻断其核转位,减少脂质合成;通过GLUT4转位,增强葡萄糖摄取等。

2、抑制能量消耗:通过磷酸化TSC2和Raptor,阻断mTORC1信号,阻断蛋白质合成并磷酸化ULK1,解除mTORC1对ULK1的抑制,激活自噬体形成。

3、线粒体质量控制:激活PGC-1α,促进NRF1/2、TFAM表达,增强线粒体DNA复制与呼吸链复合体组装;协同PINK1/Parkin通路,磷酸化FUNDC1,增强其与LC3的相互作用,清除受损线粒体。

目前,AMPK已成为代谢性疾病和癌症治疗的重要靶点。在病理状态下,AMPK信号异常与多种疾病密切相关。例如,2型糖尿病中AMPK活性降低导致胰岛素抵抗,而激活AMPK可改善糖脂代谢;在肿瘤中,AMPK通过抑制mTOR和抑制细胞增殖发挥双重作用,但其具体角色因肿瘤类型及微环境而异。此外,AMPK还被证实参与神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)中清除异常蛋白聚集的过程。

二、 善本生物自噬信号通路相关产品

善本生物AMPK信号通路上、下游信号分子相关产品包括抗体、KD验证的慢病毒和KD验证的细胞裂解物等系列产品。具体如下:

(一)抗体产品




(二)KD验证的慢病毒产品

(三)KD验证的细胞裂解物产品

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