厦大林圣彩教授Cell Research封面文章:首次从“时空”的角度去探索AMPK的生理意义

【字体: 时间:2019年06月19日 来源:生物通

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  首次从“时空”的角度去探索AMPK的生理意义,提供了本领域期待已久的 “全景图”。

  

AMPK是有机体和细胞内感应能量水平并调节代谢稳态最重要的分子。以AMPK为靶标、通过药物使其激活,有着缓解糖尿病、延缓衰老以及降低肿瘤发病风险等作用。因此,自上世纪90年代末开始,AMPK就一直被作为代谢类药物的热门靶点。然而,目前临床已使用的药物都是间接激活AMPK的,且具有一定的局限性。因此,直接靶向AMPK的药物开发就成为学界和制药界的热点。 

近日,厦门大学生命科学学院林圣彩教授团队发表了题为“Hierarchical activation of compartmentalized pools of AMPK depends on severity of nutrient or energy stress”的研究论文。该工作首次从“时空”的角度去探索AMPK的生理意义,提供了本领域期待已久的 “全景图”。

这一研究成果公布在Cell Research杂志封面上,文章通讯作者为林圣彩教授,第一作者为宗岳、张宸崧和李梦琪。

据悉,该封面设计是出自于林圣彩教授的创意。图片中“夏虫不言冰,井蛙不语海”引自《庄子•秋水》中的“井蛙不可以语于海者, 拘于虚也(空间); 夏虫不可以语于冰者,笃于时也(时间)”。也就是说,只有我们充分认识一个蛋白质的功能机制之后,才有可能全面认识其意义,以及药物的研发。

从生理角度上设计靶向AMPK的策略需要基于坚实而系统的对体内AMPK调控和功能的研究基础,而AMPK存在于细胞质、溶酶体、线粒体和细胞核等多个区域,这些定位于不同区域的AMPK如何协同调节,就涉及到了时空调控的问题。

在这项研究中,林圣彩教授团队检测了定位于不同亚细胞组份上的AMPK响应葡萄糖或能量匮乏的情形。他们发现,不同程度的能量应激能够通过不同的机制激活不同区域的AMPK,并引起不同区域的底物的磷酸化。首先,当细胞在葡萄糖浓度低于5 mM的情况下(AMP/ATP比率还没有变化),溶酶体上的AMPK最先被磷酸化并激活;之后当葡萄糖水平更低时,胞质中的AMPK开始被激活;而当细胞中能量严重匮乏时,线粒体上的AMPK被最终激活。该研究工作首次揭示了不同时空下AMPK激活的现象,对人们更深入多层次了解AMPK的激活状态具有重要意义。

Cell Research是中科院上海生化所创办的以生物化学、细胞和分子生物学为主题的学术杂志,也是Nature Publishing Group旗下重要的学术期刊,被公认为亚太地区生物领域的第一期刊,在广大生物研究者中,特别是华人学术圈中具有十分重要的地位和影响力。

原文标题:

Hierarchical activation of compartmentalized pools of AMPK depends on severity of nutrient or energy stress

https://www.nature.com/articles/s41422-019-0163-6


 

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