AMPK효소 생화학전 기전, 세포 및 장기에서 역할

이번 포스팅은 AMPK의 생화학적 기전에 대해서 살펴보겠습니다. 

 

AMPK의 구조

 

AMPK는 AMP-activated protein kinase로 세포 내에서 에너지 항상성에 관여하는 효소입니다. AMPK는 다음과 같이 알파, 베타, 감마 총 3가지 subunit으로 구성되어 있습니다. 

 

 

출처 : Recent progress in the identification of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) activators

 

 

AMPK는 AMP/ATP 비율에 따라 활성이 정해지는데, AMP가 AMPK에 붙으면 활성형입니다.  AMPK의 아미노산 중 Thr172에 인산화가 되면 AMPK의 활성이 강해집니다. 

 

 

출처 : The Role of AMP-Activated Protein Kinase as a Potential Target of Treatment of Hepatocellular Carcinoma

 

 

위에서 보시는 것처럼 AMPK는 세 소단위체인 알파, 베타, 감마로 구성되어 있으며, AMP가 붙었을 때 활성화되는 것을 볼 수 있습니다. AMPK의 Thr 172에 인산화가 되면 AMPK활성이 증가합니다. 

 

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AMPK의 주역할은 영양학적 스트레스나 운동으로 유발된 스트레스에 적절하게 대처하는 것입니다. 

 

AMPK의 세포속에서 역할

 

 

출처 : https://themedicalbiochemistrypage.org/ampk.php

 

1. AMPK는 PFK2를 활성화해 심근세포에서 포도당의 대사(glycolysis)를 촉진한다. (ATP생성)

PFK2 : phosphofructokinase2의 약자로 glycolysis의 key enzyme 중 하나이다. 

 

2. GLUT1,4를 활성화해 포도당을 세포 안으로 수송한다.

GLUT : glucose transporter

 

3. FAS와 ACC1을 저해하여 지방산 합성을 막고, 지방산의 대사(fatty acid oxidation)를 촉진한다. (지방산으로 ATP 생성)

FAS : fatty acid synthase의 약자로 지방산(fatty acid) 합성에 관여하는 효소이다. 

ACC : acetyl-CoA carboxylase의 약자로 biotin-의존성 효소이다. ACC는 acetyl-CoA를 malonyl-CoA로 전환한다.

 

4. HSL를 억제하여 지방분해를 억제한다. - 지방세포에서

HSL : hormone sensitive lipase

 

5. HMGR를 억제하여 콜레스테롤과 isoprenoid합성을 억제한다. - 간에서

HMGR : HMG-CoA reductase

 

6. GPAT를 억제하여 중성지방(triglyceride) 합성을 억제한다.

GPAT : glycerol-3-phosphate acyltransferase

 

7.GS를 억제하여 글루코겐 합성을 억제한다.

GS : glycogen synthase

 

8.eEF-2, mTOR(세포 성장인자)를 억제하여 단백질 합성을 막는다.

 

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AMPK의 장기에서 역할

 

 

출처 : https://themedicalbiochemistrypage.org/ampk.php

 

 

1. 간에서 당신생 합성이 저해되어 혈액으로 포도당 분비가 줄어들어 췌장에서 인슐린 분비를 억제한다.
2. 간에서 지방산, 콜레스테롤 합성을 막는다.
3. 지방세포에서 지방산 합성과 지방의 분해를 억제한다.
4. 심장에서 지방산의 대사를 촉진하고 심장으로의 포도당 수송과 포도당 대사를 촉진한다.
5. 골격근에서 지방산 대사를 늘리고 골격근으로의 포도당 수송을 촉진한다. 

 

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참고자료

Recent progress in the identification of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) activators

The Role of AMP-Activated Protein Kinase as a Potential Target of Treatment of Hepatocellular Carcinoma

Basic & clinical pharmacology 14th edition / 범문에듀케이션

Goodman & Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics