Beskrivelse af vejen:
AMP-aktiveret proteinkinase (AMPK) spiller en nøglerolle som en hovedregulator af den cellulære energimæssige homeostase. Kinasen aktiveres som reaktion på stress, der udtømmer cellulære ATP-forsyninger som f.eks. lav glukose, hypoxi, iskæmi og hedeslag. Den findes som et heterotrimerisk kompleks bestående af en katalytisk α-underenhed og regulatoriske β- og γ-underenheder. Binding af AMP til γ-underenheden aktiverer allosterisk komplekset, hvilket gør det til et mere attraktivt substrat for fosforylering på Thr172 i α-underenhedens aktiveringsloop af dens vigtigste AMPK-kinase, LKB1, som ligger opstrøms. AMPK kan også fosforyleres direkte på Thr172 af CAMKK2 som reaktion på ændringer i intracellulær calcium, som det sker efter stimulering af metaboliske hormoner, herunder adiponectin og leptin.
Som en cellulær energisensor, der reagerer på lave ATP-niveauer, regulerer AMPK-aktivering positivt signalveje, der genopfylder cellulære ATP-forsyninger, herunder fedtsyreoxidation og autofagi. AMPK regulerer negativt ATP-forbrugende biosyntetiske processer, herunder glukoneogenese, lipid- og proteinsyntese. AMPK opnår dette gennem direkte fosforylering af en række enzymer, der er direkte involveret i disse processer, samt gennem transkriptionel kontrol af metabolismen ved fosforylering af transkriptionsfaktorer, co-aktivatorer og co-repressorer.
På grund af sin rolle som en central regulator af både lipid- og glukosemetabolismen anses AMPK for at være et potentielt terapeutisk mål for behandling af type II-diabetes mellitus, fedme og kræft. AMPK er også blevet impliceret i en række arter som en kritisk modulator af aldring gennem sine interaktioner med mTOR og sirtuiner.