NAMPT酶通过AMP/ATP感应开关调控细胞能量应激反应:缺血性卒中治疗新靶点

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Molecular Cell 14.5

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  来自Zu等的研究团队揭示了NAD+ 生物合成限速酶NAMPT在能量应激时被AMP直接抑制的分子机制。该研究通过代谢物-蛋白互作图谱和晶体结构解析,发现AMP通过竞争性结合抑制NAMPT活性,而小分子激活剂或ATP可逆转此效应。研究进一步阐明嘌呤合成驱动AMP积累的病理机制,并证实NAMPT激活剂在缺血性卒中模型中的神经保护作用,为能量代谢障碍疾病提供了全新治疗策略。

  

烟酰胺磷酸核糖转移酶(NAMPT)作为NAD+
生物合成的限速酶,在细胞能量代谢中扮演着核心角色。这项突破性研究首次发现,当细胞遭遇能量危机时,腺苷一磷酸(AMP)会像分子钥匙般精准插入NAMPT的活性口袋,其结合方式与酶反应产物烟酰胺单核苷酸(NMN)惊人相似,从而按下NAMPT的"暂停键"。

通过冷冻电镜技术捕捉到的三维结构显示,AMP与NAMPT的相互作用引发酶构象变化,就像在代谢通路上设置了路障。有趣的是,这个"路障"能被两种钥匙解开:要么用能量货币ATP进行竞争性置换,要么采用设计精巧的小分子激活剂进行变构调节。

更令人意外的是,研究人员在饥饿小鼠肝脏中追踪到一条隐藏的代谢路径——嘌呤合成通路的异常激活竟成为AMP堆积的"罪魁祸首"。在模拟缺血性卒中的动物模型中,这种AMP的异常累积与NAD+
水平下降呈现完美负相关,而给予NAMPT激活剂后,神经细胞就像获得了能量护盾,显著抵抗缺血损伤。

这些发现不仅揭示了NAMPT作为细胞能量感应器(metabolic sensor)的双重身份,更为治疗能量代谢紊乱相关疾病——从缺血性卒中到神经退行性疾病——提供了精准的分子靶点。那些能巧妙绕过AMP抑制的小分子激活剂,或许将成为未来对抗能量危机的新一代"代谢保镖"。

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