近期來自清華大學生命科學學院的研究人員在《自然—結構與分子生物學》(Nature Structural & Molecular Biology)發表了題為「AMP-activated protein kinase undergoes nucleotide-dependent conformational changes」(AMP激活的蛋白激酶發生核苷酸依賴性的構象改變)的研究論文。
文章的通訊作者是清華大學生命科學學院的吳嘉煒教授,其早年畢業於南京大學基礎學科教育強化部,2003年回國後受聘於清華大學生命科學學院,組建結構生物化學實驗室。長期從事生物大分子結構生物學研究,在蛋白質分子的微管結構基礎上研究其調控機制,為藥物研發提供堅實的理論基礎,先後在Nature、Cell、JBC等重要國際學術期刊上發表文章40餘篇。2011年榮獲第八屆「中國青年女科學家獎。」
磷酸腺苷(AMP)激活的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是一種在細胞內行使能量代謝調節的蛋白激酶。它主要的特徵是能與AMP結合,通過AMP感受細胞能量狀態來維持真核細胞的ATP生成和消耗的平衡,即能量穩態。同時,AMPK在調控細胞生長和增殖、建立和穩定細胞極性、調節動物壽命、調控生理節律等方面也起著重要作用。
2009年,吳嘉煒研究小組曾在AMPK研究中取得重大成果,相關論文「AMP激活的蛋白激酶自抑制機制的結構特徵」(Structural insight into the autoinhibition mechanism of AMP-activated protein kinase)在Nature雜誌上發表。在這篇文章中,研究人員解析了兩個包含激酶結構域的AMPK片段結構,並詳細研究了單磷酸腺苷(AMP)調節AMPK激酶活力的動力學過程,並提出了一個新的AMPK活力調控模型。這一研究為Ⅱ型糖尿病的新藥研發提供了有力的理論基礎。
在新文章中,研究人員證實能量感受器AMP激活蛋白激酶通過AMP結合γ亞基上變構激活形成了異源三聚體複合物。哺乳動物AMPK核心共晶體結構揭示在ATP存在的情況下γ亞基的核苷酸結合位點3被遮蓋。然而存在AMP時則結合到了核苷酸結合位點3上。誘變研究表明位點3和4對於AMPK變構激活至關重要。
新研究揭示了AMP可能在AMPK上的結合位置及相應的生理意義,為深入了解APMK的調節機制具有重要意義。(來源:生物通 何嬙)
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