Beskrivning av vägen:
AMP-aktiverat proteinkinas (AMPK) spelar en nyckelroll som huvudregulator för cellulär energihomeostas. Kinaset aktiveras som svar på påfrestningar som tömmer de cellulära ATP-förråden, till exempel låg glukoshalt, hypoxi, ischemi och värmeschock. Det finns som ett heterotrimert komplex som består av en katalytisk α-underenhet och regulatoriska β- och γ-underenheter. Bindning av AMP till γ-underenheten aktiverar komplexet allosteriskt, vilket gör det till ett mer attraktivt substrat för fosforylering på Thr172 i α-underenhetens aktiveringsslinga av dess viktigaste uppströms AMPK-kinas, LKB1. AMPK kan också fosforyleras direkt på Thr172 av CAMKK2 som svar på förändringar i intracellulärt kalcium, vilket sker efter stimulering av metaboliska hormoner, inklusive adiponectin och leptin.
Som en cellulär energisensor som reagerar på låga ATP-nivåer, reglerar AMPK-aktivering positivt signalvägar som återfyller de cellulära ATP-förråden, inklusive fettsyraoxidation och autofagi. AMPK reglerar negativt ATP-konsumerande biosyntetiska processer inklusive glukoneogenes, lipid- och proteinsyntes. AMPK åstadkommer detta genom direkt fosforylering av ett antal enzymer som är direkt involverade i dessa processer samt genom transkriptionell kontroll av ämnesomsättningen genom fosforylering av transkriptionsfaktorer, medaktivatorer och medrepressorer.
På grund av sin roll som central reglerare av både lipid- och glukosmetabolismen anses AMPK vara ett potentiellt terapeutiskt mål för behandling av typ II-diabetes mellitus, fetma och cancer. AMPK har också i ett antal arter involverats som en kritisk regulator av åldrande genom sina interaktioner med mTOR och sirtuiner.