AMPK Subunit

Die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) ist von Hefen bis zu Pflanzen und Tieren hochkonserviert und spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulation des Energiegleichgewichts (1). Die AMPK ist ein heterotrimeres Komplex, bestehend aus einer katalytischen α-Untereinheit und regulatorischen β- und γ-Untereinheiten, die jeweils durch zwei oder drei verschiedene Gene kodiert werden (α1, 2; β1, 2; γ1, 2, 3)(2). Die Kinase wird durch ein erhöhtes AMP/ATP-Verhältnis aufgrund zellulärer und umweltbedingter Stressfaktoren wie Hitzeschok, Hypoxie und Ischämie aktiviert (1). Der Tumorsuppressor LKB1 assoziiert mit den Hilfsproteinen STRAD und MO25 phosphoryliert AMPKα an Thr172 im Aktivierungsschleife, und diese Phosphorylierung ist für die AMPK-Aktivierung erforderlich (3-5). AMPKα wird ebenfalls an Thr258 und Ser485 (für α1; Ser491 für α2) phosphoryliert. Die upstream Kinase und die biologische Bedeutung dieser Phosphorylierungsereignisse sind bisher noch nicht aufgeklärt (6). Die β1-Untereinheit wird post-translational durch Myristoylierung und Mehrfachphosphorylierung einschließlich Ser24/25, Ser96, Ser101 und Ser182 modifiziert (6,7). Phosphorylierung an Ser108 der β1-Untereinheit scheint für die Aktivierung des AMPK-Enzyms erforderlich zu sein, während Phosphorylierung von Ser24/25 und Ser182 die AMPK-Lokalisation beeinflusst (7). Ansammlung neuer Erkenntnisse zeigt, dass AMPK nicht nur den Metabolismus von Fettsäuren und Glykogen reguliert, sondern auch die Proteinsynthese und Zellwachstum über EF2- und TSC2/mTOR-Signalwege moduliert sowie den Blutfluss über eNOS/nNOS (1).