AMP-aktivierte Proteinkinase
Masse/Länge Primärstruktur 1150 = 550+269+331 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur α1+β1+γ1
Isoformen α:2; β:2; γ:3
Bezeichner
Gen-Name(n) PRKAA1, PRKAA2, PRKAB1, PRKAB2, PRKAG1, PRKAG2, PRKAG3
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 2.7.11.1, Transferase
Reaktionsart Phosphorylierung
Substrat ATP und ein Protein (ACC, HSL, HMG-CoA-Synthase, FRAP1, RAF1, EEF2K, TSC2, FNIP1, FNIP2)
Produkte ADP und ein Phosphoprotein
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon Euteleostomi

Die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) ist ein Enzym, das eine wichtige Rolle bei der Regulation von biosynthetischen Vorgängen in Zellen von Säugetieren spielt. Die drei Untereinheiten α,β,γ haben jeweils mehrere Isoformen, so dass es mehrere, zum Teil gewebespezifische Isoformen der AMPK gibt. Mutationen im PRKAG2-Gen sind für seltene erbliche Typen des Wolff-Parkinson-White-Syndroms und der hypertrophen Kardiomyopathie verantwortlich.

Funktion

AMPK ist ein heterotrimeres Protein, das aus der katalytischen alpha-1- (PRKAA1), der beta-1- (PRKAB1) und gamma-1-Untereinheit (PRKAG1) besteht; seine Aufgabe besteht darin, Zellen vor ATP-Mangel, also Energiemangel zu schützen. Dies wird durch Abschalten energieaufwändiger Biosynthesen erreicht, indem die AMPK durch Phosphorylierung mehrere für die Cholesterin- und Fettsäurebiosynthese verantwortlichen Enzyme hemmt (u. a. die HMG-CoA-Reduktase und die Acetyl-CoA-Carboxylase). Reguliert wird die AMPK über den AMP- und ATP-Spiegel der Zelle, wobei auch eine weitere Kinase, die LKB1, beteiligt ist. AMP ist ein Abbauprodukt von ATP und daher ein geeigneter Indikator für Energiemangel. Die AMPK kommt als Homolog in vielen anderen Arten (Hefen und sogar höhere Pflanzen) vor und scheint daher ein evolutionär schon früh aufgetretenes Werkzeug zum Schutz vor Energiemangel in Zellen zu sein.

Literatur

Einzelnachweise

  1. ↑ D. Stapleton, K. I. Mitchelhill, G. Gao, J. Widmer, B. J. Michell: Mammalian AMP-activated protein kinase subfamily. In: Journal of Biological Chemistry. Band 271, Nr. 2, 12. Januar 1996, S. 611–614, PMID 8557660.
  2. ↑ U. Riek, R. Scholz, P. Konarev, A. Rufer, M. Suter, A. Nazabal, P. Ringler, M. Chami, S. A. Müller, D. Neumann, M. Forstner, M. Hennig, R. Zenobi, A. Engel, D. Svergun, U. Schlattner, T. Wallimann: Structural properties of AMP-activated protein kinase: dimerization, molecular shape, and changes upon ligand binding. In: Journal of Biological Chemistry. Band 283, Nummer 26, Juni 2008, S. 18331–18343, doi:10.1074/jbc.M708379200, PMID 18372250.
  3. ↑ M. Suter, U. Riek, R. Tuerk, U. Schlattner, T. Wallimann, D. Neumann: Dissecting the role of 5'-AMP for allosteric stimulation, activation, and deactivation of AMP-activated protein kinase. In: Journal of Biological Chemistry. Band 281, Nummer 43, Oktober 2006, S. 32207–32216, doi:10.1074/jbc.M606357200, PMID 16943194.
  4. ↑ A. Woods, S. R. Johnstone, K. Dickerson, F. C. Leiper, L. G. Fryer, D. Neumann, U. Schlattner, T. Wallimann, M. Carlson, D. Carling: LKB1 is the upstream kinase in the AMP-activated protein kinase cascade. In: Current Biology. Band 13, Nummer 22, November 2003, S. 2004–2008, doi:10.1016/j.cub.2003.10.031, PMID 14614828.
  5. ↑ Sang-Min Jeon: Regulation and function of AMPK in physiology and diseases. In: Experimental & Molecular Medicine. Band 48, Nr. 7, 15. Juli 2016, ISSN 2092-6413, S. e245, doi:10.1038/emm.2016.81, PMID 27416781, PMC 4973318 (freier Volltext).
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