AMPキナーゼ シグナル伝達 (AMPK Signaling)
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経路の説明:
AMPによって活性化されるAMPキナーゼ (AMPK) は、細胞のエネルギー恒常性の最上位の調節因子として重要な役割を担っている。このキナーゼは、低グルコースや低酸素状態、虚血、あるいは熱ショックなど、細胞へのATP供給を枯渇させるようなストレスに応答して活性化される。それは触媒作用を持つαサブユニットと、調節作用を持つβとγサブユニットから構成されるヘテロ三量体として存在する。AMPがγサブユニットに結合すると、アロステリック効果によってこの複合体が活性化され、上流に位置する主要なAMPキナーゼキナーゼであるLKB1に対して、より親和性の高い基質になる。数々の研究から、アディポネクチン (Adiponectin)、レプチン (Leptin)、及びカルモジュリンキナーゼキナーゼβ (CaMKKβ) を介したシグナル伝達もまた、AMPKの活性化にとって重要であることが示されている。
低ATPレベルに応答する細胞のエネルギーセンサーとして、AMPKの活性化は、細胞のATP供給を補充させるシグナル経路を正に調節する。たとえば、AMPKの活性化はGLUT4の転写及び翻訳をともに亢進し、その結果、インスリン刺激によるグルコースの取り込みを上昇させる。さらに、それはまた、ACCの阻害とPFK2の活性化を通じて、脂肪酸酸化や解糖系のような分解系を刺激する。AMPKは、TORC2、グリコーゲン合成酵素、SREBP-1及びTSC2などのATP消費の中心にある数々のタンパク質を負に調節するが、その結果、糖新生、及びグリコーゲン、脂質及びタンパク質の生合成を低下させたり阻害したりする。脂質とグルコース両方の代謝に中心的な調節因子としての役割を果たすため、AMPKは肥満やII型糖尿病、そしてがんの治療にとって鍵となる標的であると考えられている。AMPKはまた、今日、mTOR、SirT1及びセストリンとの相互作用を通じて、老化の決定的な調節因子としても認識されている。
Selected Reviews:
- Hardie DG (2008) Role of AMP-activated protein kinase in the metabolic syndrome and in heart disease. FEBS Lett. 582(1), 81–9.
- Jorgensen SB, Rose AJ (2008) How is AMPK activity regulated in skeletal muscles during exercise? Front. Biosci. 13, 5589–604.
- Steinberg GR, Kemp BE (2009) AMPK in Health and Disease. Physiol. Rev. 89(3), 1025–78.
- Towler MC, Hardie DG (2007) AMP-activated protein kinase in metabolic control and insulin signaling. Circ. Res. 100(3), 328–41.
- Zhang BB, Zhou G, Li C (2009) AMPK: an emerging drug target for diabetes and the metabolic syndrome. Cell Metab. 9(5), 407–16.
We would like to thank Dr. Lee Witters, Department of Biochemistry, Dartmouth Medical School, Hanover, NH, for reviewing this diagram.
翻訳監修: 大阪薬科大学 生体防御学研究室 天野富美夫先生
created April 2006
revised November 2010