Polun kuvaus:
AMP-aktivoituneella proteiinikinaasilla (AMPK) on keskeinen rooli solujen energiahomeostaasin pääsäätäjänä. Kinaasi aktivoituu vasteena stressitilanteisiin, jotka kuluttavat solujen ATP-varastoja, kuten alhainen glukoosipitoisuus, hypoksia, iskemia ja lämpöshokki. Se on heterotrimeerinen kompleksi, joka koostuu katalyyttisestä α-alayksiköstä ja säätelyyn käytettävistä β- ja γ-alayksiköistä. AMP:n sitoutuminen γ-alayksikköön allosterisesti aktivoi kompleksin, mikä tekee siitä houkuttelevamman substraatin α-alayksikön aktivointisilmukan Thr172:n fosforylaatiolle sen tärkeimmän ylävirran AMPK-kinaasin, LKB1:n, toimesta. CAMKK2 voi myös fosforyloida AMPK:n suoraan Thr172:lla vastauksena solunsisäisen kalsiumin muutoksiin, kuten tapahtuu aineenvaihduntahormonien, kuten adiponektiinin ja leptiinin, aiheuttaman stimulaation jälkeen.
Alhaisiin ATP-tasoihin reagoivana solun energia-anturina AMPK:n aktivaatio säätelee positiivisesti solun ATP-varastoja täydentäviä signaalireittejä, mukaan lukien rasvahappojen hapettumista ja autofagiaa. AMPK säätelee negatiivisesti ATP:tä kuluttavia biosynteettisiä prosesseja, kuten glukoneogeneesiä sekä rasva- ja proteiinisynteesiä. AMPK saa tämän aikaan fosforyloimalla suoraan useita näihin prosesseihin suoraan osallistuvia entsyymejä sekä kontrolloimalla aineenvaihduntaa transkriptionaalisesti fosforyloimalla transkriptiotekijöitä, koaktivaattoreita ja ko-repressoreita.
Johtuen roolistaan keskeisenä säätelijänä sekä lipidi- että glukoosiaineenvaihdunnassa AMPK:ta pidetään potentiaalisena terapeuttisena hoitokohteena hoidettaessa tyypin II diabetes mellitusta, liikalihavuutta ja syöpää. AMPK:n on myös todettu useilla lajeilla olevan kriittinen ikääntymisen modulaattori vuorovaikutuksessa mTOR:n ja sirtuiinien kanssa.