AMPKは、NAD+代謝とSIRT1活動を調節することによりエネルギー消費を調節します

AMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）は、細胞内AMP/ATP比の変化を感知する真核生物の進化スケールに沿って保存された代謝燃料ゲージです。最近の証拠は、メトホルミン、チアゾリジンジオン、および運動の治療効果におけるAMPKの重要な役割を示しており、2型糖尿病および関連する代謝障害の臨床管理の基礎を形成しました。一般に、AMPKの活性化は、細胞エネルギー貯蔵を維持するように作用し、ATPを消費する同化経路を切り替えながら、主に酸化的代謝とミトコンドリアの生合成を強化することにより、ATPを生成する異化経路を切り替えます。この規制は、高速な翻訳後のイベントの調節を通じて、細胞を転写的に再プログラミングしてエネルギー的なニーズを満たすことにより、急性に行われる可能性があります。ここでは、AMPKは、別の代謝センサーであるNAD+依存性III Deacetylase SIRT1と協力して作用することにより、マウス骨格筋のエネルギー代謝に関与する遺伝子の発現を制御することを実証します。AMPKは、細胞NAD+レベルを増加させることによりSIRT1活性を促進し、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体ガンマコアクチベーター1alphaとフォークヘッドボックスO1（FOXO1）およびO3（Foxo3a）転写因子を含む下流のSIRT1ターゲットの活性の脱アセチル化と調節をもたらします。。これらの標的のAMPK誘発SIRT1を介した脱アセチル化は、エネルギー代謝に対するAMPKとSIRT1の収束生物学的効果の多くを説明しています。

AMP-activated protein kinase (AMPK) is a metabolic fuel gauge conserved along the evolutionary scale in eukaryotes that senses changes in the intracellular AMP/ATP ratio. Recent evidence indicated an important role for AMPK in the therapeutic benefits of metformin, thiazolidinediones and exercise, which form the cornerstones of the clinical management of type 2 diabetes and associated metabolic disorders. In general, activation of AMPK acts to maintain cellular energy stores, switching on catabolic pathways that produce ATP, mostly by enhancing oxidative metabolism and mitochondrial biogenesis, while switching off anabolic pathways that consume ATP. This regulation can take place acutely, through the regulation of fast post-translational events, but also by transcriptionally reprogramming the cell to meet energetic needs. Here we demonstrate that AMPK controls the expression of genes involved in energy metabolism in mouse skeletal muscle by acting in coordination with another metabolic sensor, the NAD+-dependent type III deacetylase SIRT1. AMPK enhances SIRT1 activity by increasing cellular NAD+ levels, resulting in the deacetylation and modulation of the activity of downstream SIRT1 targets that include the peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1alpha and the forkhead box O1 (FOXO1) and O3 (FOXO3a) transcription factors. The AMPK-induced SIRT1-mediated deacetylation of these targets explains many of the convergent biological effects of AMPK and SIRT1 on energy metabolism.