Pathway Description:
AMP-activated protein kinase (AMPK) gioca un ruolo chiave come regolatore principale dell’omeostasi energetica cellulare. La chinasi viene attivata in risposta agli stress che esauriscono le scorte di ATP cellulare come il basso livello di glucosio, l’ipossia, l’ischemia e lo shock termico. Esiste come un complesso eterotrimerico composto da una subunità α catalitica e da subunità β e γ regolatrici. Il legame di AMP alla subunità γ attiva allostericamente il complesso, rendendolo un substrato più attraente per la fosforilazione su Thr172 nel loop di attivazione della subunità α da parte della sua principale chinasi AMPK a monte, LKB1. AMPK può anche essere fosforilata direttamente su Thr172 da CAMKK2 in risposta ai cambiamenti nel calcio intracellulare, come avviene in seguito alla stimolazione da parte di ormoni metabolici tra cui l’adiponectina e la leptina.
Come un sensore di energia cellulare che risponde ai bassi livelli di ATP, l’attivazione di AMPK regola positivamente le vie di segnalazione che riempiono le scorte di ATP cellulare, tra cui l’ossidazione degli acidi grassi e l’autofagia. AMPK regola negativamente i processi biosintetici che consumano ATP, tra cui la gluconeogenesi, la sintesi dei lipidi e delle proteine. AMPK realizza questo attraverso la fosforilazione diretta di un certo numero di enzimi direttamente coinvolti in questi processi, nonché attraverso il controllo trascrizionale del metabolismo fosforilando fattori di trascrizione, co-attivatori e co-repressori.
A causa del suo ruolo di regolatore centrale del metabolismo dei lipidi e del glucosio, AMPK è considerato un potenziale obiettivo terapeutico per il trattamento del diabete mellito di tipo II, dell’obesità e del cancro. AMPK è stato anche implicato in un certo numero di specie come un modulatore critico dell’invecchiamento attraverso le sue interazioni con mTOR e sirtuine.