Учёные выяснили, как включается главный регулятор энергии в организме

Учёные из кампуса Scripps Research Institute (TSRI) во Флориде обнаружили ключевые особенности, объясняющие, что именно активирует белок AMPK, считающийся главным регулятором использования и хранения энергии в человеческом теле.

Новые открытия могут помочь в разработке терапевтических средств для лечения метаболических заболеваний, таких как диабет и ожирение, а также, возможно, некоторых видов рака.

Исследование под руководством Патрика Р. Гриффина, заведующего кафедрой молекулярной терапии TSRI, было опубликовано в журнале Structure.

Роль AMPK в энергетическом балансе

Все клетки нуждаются в энергии, и молекула АТФ служит для них топливом. Баланс между запасённой и потребляемой энергией постоянно меняется, поэтому способность чувствовать изменения в энергетических запасах критически важна для выживания. Когда запасы энергии истощаются, молекула AMP-активируемой протеинкиназы (AMPK), отслеживающая уровень клеточной энергии, стимулирует выработку АТФ и увеличивает эти запасы.

Проблема активации киназ

В результате AMPK стала привлекательной мишенью для лечения метаболических заболеваний. Однако разработка молекулярных активаторов киназ отставала от разработки ингибиторов, потому что механизм ингибирования понятен, а механизм гипер-активации киназ изучен меньше.

"Другие исследования выявили соединения, активирующие AMPK, — сказал Гриффин. — Однако до нашего исследования никому не удавалось подтвердить, где именно эти соединения связываются, и как их связывание приводит к увеличению активности киназы".

Ключевое открытие

В новом исследовании Гриффин и его коллеги не только идентифицировали субъединицу, где происходит связывание, но и смогли показать, что связывание известного активатора AMPK полностью активирует белок. Это происходит за счёт биохимической коммуникации с другими субъединицами — процесс, который позволяет AMPK быстро реагировать на изменения уровня клеточной энергии.

"Подтверждение сайта активации и того, как он взаимодействует с остальной частью белка, означает, что теперь можно начинать моделировать активаторы AMPK, чтобы оценить их потенциальную эффективность в качестве лекарств", — отметил Гриффин.