跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

政府意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府网站。

Https公司

网站是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2011年4月14日；472(7342):230-3.
doi:10.1038/nature09932。 Epub 2011年3月13日。

哺乳动物AMPK的结构及其ADP的调控

冰霄（Bing Xiao） 1, 马修·桑德斯, 伊丽莎白·安德伍德, 理查德·希斯, Faith V Mayer公司, 大卫·卡梅纳, 纯静, 菲利普·沃克, 约翰·埃克莱斯顿, 莱斯利·F·海尔, 彼得·赛尤, 史蒂文·豪厄尔, 雷恩·阿斯兰德, 史蒂芬·R·马丁, 戴维·卡林, 史蒂文·甘布林
附属公司

哺乳动物AMPK的结构及其ADP的调控

冰霄（Bing Xiao）等。 自然. .

摘要

异三聚体AMP活化蛋白激酶（AMPK）在调节细胞能量代谢中起关键作用；作为对细胞内ATP水平下降的反应，它激活能量生成途径并抑制能量消耗过程。AMPK与许多与能量代谢相关的疾病有关，包括2型糖尿病、肥胖以及最近的癌症。通过激酶域内活化环的磷酸化，AMPK从非活性形式转化为催化活性形式：AMP与γ调节域的结合促进上游激酶的磷酸化、保护酶免受去磷酸化以及引起变构活化。在这里，我们表明ADP仅与调节域上的两个可交换AXP（AMP/ADP/ATP）结合位点中的一个结合，可保护酶不脱磷酸化，尽管它不会导致变构活化。我们的研究表明，活性哺乳动物AMPK与ADP的结合比与Mg-ATP的结合更紧密，这解释了在Mg-ATP浓度高于ADP且远高于AMP的生理条件下如何调节酶。我们测定了活性AMPK配合物的晶体结构。该结构显示了调节域如何稳定激酶结构域的激活环，以及激酶连接区如何与调节性核苷酸结合位点相互作用，调节核苷酸结合位点介导对去磷酸化的保护。根据我们的生化和结构数据，我们建立了一个细胞能量状态如何调节AMPK活性的模型。

PubMed免责声明

数字

图1
图1。ADP在调节AMPK活性中的作用
（a）AMP（而非ADP）变构激活AMPK。（b）AMP和ADP保护AMPK免受去磷酸化。（c）ATP不能防止去磷酸化。（d）Mg.ATP与ADP对去磷酸化的保护作用相竞争。结果显示为至少3个独立实验得出的平均值±S.E.M。在适当的情况下，显示Thr-172磷酸化和总α亚基水平的代表性印迹（n=3）。
图1
图1。ADP在调节AMPK活性中的作用
（a）AMP（而非ADP）变构激活AMPK。（b）AMP和ADP保护AMPK免受去磷酸化。（c）ATP不能防止去磷酸化。（d）Mg.ATP与ADP对去磷酸化的保护作用相竞争。结果显示为至少3个独立实验得出的平均值±S.E.M。在适当的情况下，显示Thr-172磷酸化和总α亚基水平的代表性印迹（n=3）。
图2
图2。AXPs与磷酸化AMPK结合的平衡离解常数的测定
（a）香豆素ATP从AMPK中的位移：（香豆素ATP）2通过470 nm荧光监测AXP的复合物。实线是计算出的与K的最佳拟合d、 我和Kd、 二C-ATP与AMPK的结合固定在1.1和4.2μM。插图：用AMPK滴定香豆素-ATP。（b）使用435nm荧光监测AXP从AMPK:NADH复合物中置换NADH。实线是计算出的与K的最佳拟合d日NADH固定在65μM。插图：用AMPK荧光滴定NADH。
图2
图2。AXPs与磷酸化AMPK结合的平衡离解常数的测定
（a）香豆素-ATP从AMPK中的置换：（香豆素-ATP）2通过470 nm荧光监测AXP的复合物。实线是计算出的与K的最佳拟合d、 我和Kd、 二C-ATP与AMPK的结合固定在1.1和4.2μM。插图：用AMPK滴定香豆素-ATP。（b）使用435nm荧光监测AXP从AMPK:NADH复合物中置换NADH。实线是计算出的与K的最佳拟合d日NADH固定在65μM。插图：用AMPK荧光滴定NADH。
图3
图3。活性哺乳动物AMPK的晶体结构
（a）异三聚体成分的示意图；结晶蛋白中缺失的复合物部分以灰色显示。包括激活环（粉红色）和α-钩（深蓝色）在内的域在所有面板中的颜色都相同。（b）带有两个结合AMP（staurosporine和phospho-Thr-172）的结晶络合物的带状表示，如棒状表示所示。激酶结构域的α-钩和激活环以较粗的线条显示，并分别涂成深蓝色和粉红色。（c）激活环和调控片段之间的界面以类似于（b）的方向更详细地显示，潜在的静电相互作用用虚线表示。（d）该复合体以两种填空表示形式显示。左侧面板代表与（b）相同的视图，α-钩和激酶结构域以黑色勾勒。在右侧面板中，这两个组分被旋转离开调控域，以“开卷”形式显示相互作用表面，其中接触残留物被涂成深蓝色。取下α钩后，AMP-3变得可见。黑色箭头表示将重新组装复合体的旋转。
图4
图4。AMPK调节的突变分析
（a）野生型（WT）或βHis-233对丙氨酸激酶域界面突变体（H233A，对应于β2中的H235A）的去磷酸化率。（b）培养5分钟后，通过AMP（30μM）或ADP（30µM）保护WT或H233A突变体的去磷酸化。（c）AMP（100μM）对WT或α-钩突变体（α1内含有残基R375Q、T377A、D379A和E380A的突变）的变构激活。（d）AMP（30μM）和ADP（30µM）对WT或α-钩突变体的去磷酸化保护作用。结果是至少3个独立实验的平均值±S.E.M
请参阅PMC中的此图像和版权信息

中的注释

  • 信号转导：细胞如何感知能量。
    Hardie总经理。 Hardie总经理。 自然。2011年4月14日；472(7342):176-7. doi:10.1038/472176a。 自然。2011 PMID：21490664 没有可用的摘要。
  • 保护AMPK中的监管元素。
    陈磊、辛福杰、王杰、胡杰、张瑜、万S、曹LS、吕C、李P、闫SF、诺依曼D、施拉特纳U、夏B、王志新、吴JW。 Chen L等。 自然。2013年6月13日；498（7453）：E8-10。doi:10.1038/nature12189。 自然。2013 PMID：23765502 没有可用的摘要。

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“引用者”文章

工具书类

    1. Carling D.AMP激活的蛋白激酶级联——能量控制的统一系统。生物化学科学趋势。2004;29:18–24.-公共医学
    1. Hardie总经理。AMP-activated/SNF1蛋白激酶：细胞能量的保守守护者。《Nat Rev Mol Cell Biol》。2007;8:774–785.-公共医学
    1. Kahn BB、Alquier T、Carling D、Hardie DG。AMP活化蛋白激酶：古老的能量计为现代新陈代谢的理解提供了线索。单元格元数据。2005;1:15–25.-公共医学
    1. Shackelford DB，Shaw RJ。LKB1-AMPK途径：肿瘤抑制中的代谢和生长控制。Nat Rev癌症。2009;9:563–575.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Cool B等。一种治疗2型糖尿病和代谢综合征关键成分的小分子AMPK激活剂的鉴定和表征。单元格元数据。2006;3:403–416.-公共医学

出版物类型

MeSH术语