A-769662の作用メカニズム、AMP活性化プロテインキナーゼの活性化のための貴重なツール

AMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）の新しい活性化因子であるA-769662のメカニズムを研究しました。他の薬理学的活性化因子とは異なり、AMPの両方の効果、つまりアロステリックの活性化と脱リン酸化の阻害を模倣することにより、ネイティブラットAMPKを直接活性化します。関連する自己阻害ドメインの有無にかかわらず、またはベータサブユニットグリコーゲン結合ドメインとのグリコーゲンとの相互作用には、分離されたアルファサブユニットキナーゼドメインに影響がないことがわかりました。AMPのアクションを模倣していますが、ガンマサブユニットの孤立したベイトマンドメインへのAMPの結合に影響はありません。マウス胚線維芽細胞または一次マウス肝細胞にA-769662を添加すると、アセチル-CoAカルボキシラーゼ（ACC）のリン酸化が刺激され、AMPK-ALPHA1（ - / - ）Alpha2（ - / - ）細胞で完全に除外されますが、TAK1ではなくTAK1では除外されません。（ - / - ）マウス胚線維芽細胞。A-769662に応答したAMPKとACCのリン酸化は、この組織のAMPKの主要な上流キナーゼであるLKB1を欠く単離されたマウス骨格筋でも廃止されます。しかし、LKB1を欠いているが、代替の上流のカルモジュリン依存性プロテインキナーゼベータを発現するHELA細胞では、A-769662に応答してAMPKとACCのリン酸化が依然として発生しています。これらの結果は、無傷の細胞では、A-769662の効果が利用されている上流のキナーゼとは無関係であることを示しています。この直接的で特定のAMPKアクティベーターは、AMPKの生理学的役割を理解するための貴重な実験ツールになることを提案します。

We have studied the mechanism of A-769662, a new activator of AMP-activated protein kinase (AMPK). Unlike other pharmacological activators, it directly activates native rat AMPK by mimicking both effects of AMP, i.e. allosteric activation and inhibition of dephosphorylation. We found that it has no effect on the isolated alpha subunit kinase domain, with or without the associated autoinhibitory domain, or on interaction of glycogen with the beta subunit glycogen-binding domain. Although it mimics actions of AMP, it has no effect on binding of AMP to the isolated Bateman domains of the gamma subunit. The addition of A-769662 to mouse embryonic fibroblasts or primary mouse hepatocytes stimulates phosphorylation of acetyl-CoA carboxylase (ACC), effects that are completely abolished in AMPK-alpha1(-/-)alpha2(-/-) cells but not in TAK1(-/-) mouse embryonic fibroblasts. Phosphorylation of AMPK and ACC in response to A-769662 is also abolished in isolated mouse skeletal muscle lacking LKB1, a major upstream kinase for AMPK in this tissue. However, in HeLa cells, which lack LKB1 but express the alternate upstream kinase calmodulin-dependent protein kinase kinase-beta, phosphorylation of AMPK and ACC in response to A-769662 still occurs. These results show that in intact cells, the effects of A-769662 are independent of the upstream kinase utilized. We propose that this direct and specific AMPK activator will be a valuable experimental tool to understand the physiological roles of AMPK.