フルクトーゼ-1,6-ビスホスファートとアルドラーゼは,AMPKによるグルコース検知を媒介する
Chen-Song Zhang1, Simon A Hawley2, Yue Zong1
1State Key Laboratory for Cellular Stress Biology, Innovation Center for Cell Signaling Network, School of Life Sciences, Xiamen University, Fujian 361102, China.
Nature
|July 21, 2017
まとめ
アルドラーゼは,AMP/ADPとは独立して,AMP活性化タンパク質キナーゼ (AMPK) を活性化するために,グルコースレベルを感知する. このメカニズムは,グルコース欠乏時にAMPKの活性化を調節するアルドラーゼにフルークトーゼ-1, 6 ビスホスファート (FBP) の結合を伴う.
科学分野:
- 細胞の代謝
- 信号変換
- 生物化学
背景:
- グルコースは細胞の主要なエネルギー源であり,グリコロシスと酸化代謝を通じてATPの生産を促進します.
- AMP活性化タンパク質キナーゼ (AMPK) はグルコース欠乏によって活性化され,伝統的にAMPまたはADPレベルの変化に起因する.
- AMP/ADPシグナル伝達以外の,グルコース不足中のAMPK活性化の正確なメカニズムは,まだ完全に理解されていません.
研究 の 目的:
- グルコース欠乏時にAMPKの活性化を調節するAMP/ADP独立したメカニズムを解明する.
- AMPKシグナル伝達に関与する新しいグルコース可用性センサーを特定する.
- AMPK活性化におけるフルークトーゼ-1,6-ビスホスファート (FBP) とアルドラーゼの役割を調査する.
主な方法:
- 異なるグルコース濃度とFBP濃度に対応するAMPK活性化を研究した.
- AMPK活性化への影響を評価するために,アルドラーゼノックダウンおよび触媒欠陥変異体 (D34S) を利用した.
- タンパク質複合体の形成と破壊を調査するために,細胞のない再構成測定法を使用します.
- AMP/ATPとADP/ATPの比率を測定した.
主要な成果:
- グルコース欠乏時のAMPKの活性化は,フルークトーゼ-1,6-二酸化物 (FBP) の欠如を感知するAMP/ADP独立経路を通じて起こる.
- 細胞外グルコースと細胞内FBPが低下すると,徐々にAMPKが活性化します.
- 占有されていないアルドラーゼは,v-ATPase,ragulator,axin,LKB1,AMPKを含むリソソーム複合体の形成を促進する.
- アルドラーゼ・ノックダウンは,十分なグルコースでもAMPKを活性化しますが,FBP結合変異体は活性化を阻害します.
- FBPがアルドラーゼと結合すると,アクシンとLKB1がリソソーム複合体と結合することを妨げます.
- AMP/ATPとADP/ATPの比率は,急性グルコース飢餓中にいくつかの細胞タイプで変わらず,AMPKの健全なAMP結合部位は活性化に不可欠ではありません.
結論:
- アルドーラーゼは,糖分分解酵素として機能するだけでなく,細胞内のグルコースの可用性の重要なセンサーとしても機能します.
- FBP-アルドラーゼの相互作用は,AMP/ADPの独立したメカニズムを通じてAMPKの活性化を調節する.
- この経路は細胞が 代謝ストレスに適応し エネルギーホメオスタシスを 調節する方法に関する新しい理解を提供します
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