Etiketter

Summa sidvisningar

Leta i den här bloggen

tisdag 11 juli 2017

AMPkinaasin estymä ja AMPD ylössäätymä

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24755741/

FASEB J. 2014 Aug;28(8):3339-50. doi: 10.1096/fj.13-243634. Epub 2014 Apr 22.

Uric acid-dependent inhibition of AMP kinase induces hepatic glucose production in diabetes and starvation: evolutionary implications of the uricase loss in hominids.

Reduced AMP kinase (AMPK) activity has been shown to play a key deleterious role in increased hepatic gluconeogenesis in diabetes, but the mechanism whereby this occurs remains unclear. In this article, we document that another AMP-dependent enzyme, AMP deaminase (AMPD) is activated in the liver of diabetic mice, which parallels with a significant reduction in AMPK activity and a significant increase in intracellular glucose accumulation in human HepG2 cells.

 AMPD activation is induced by a reduction in intracellular phosphate levels, which is characteristic of insulin resistance and diabetic states. Increased gluconeogenesis is mediated by reduced TORC2 phosphorylation at Ser171 by AMPK in these cells, as well as by the up-regulation of the rate-limiting enzymes PEPCK and G6Pc. The mechanism whereby AMPD controls AMPK activation depends on the production of a specific AMP downstream metabolite through AMPD, uric acid. In this regard, humans have higher uric acid levels than most mammals due to a mutation in uricase, the enzyme involved in uric acid degradation in most mammals, that developed during a period of famine in Europe 1.5 × 10(7) yr ago. Here, working with resurrected ancestral uricases obtained from early hominids, we show that their expression on HepG2 cells is enough to blunt gluconeogenesis in parallel with an up-regulation of AMPK activity. These studies identify a key role AMPD and uric acid in mediating hepatic gluconeogenesis in the diabetic state, via a mechanism involving AMPK down-regulation and overexpression of PEPCK and G6Pc. The uricase mutation in the Miocene likely provided a survival advantage to help maintain glucose levels under conditions of near starvation, but today likely has a role in the pathogenesis of diabetes.

AMP deaminaasientsyymistä

AMP-deaminaasi

AMP-deaminaasi eli adenosiinimonofosfaattideaminaasi, adenylaattideaminaasi tai myoadenylaattideaminaasi on entsyymi, joka katalysoi AMP-molekyylin hydrolysoitumista IMP-molekyyliksi ja ammoniakiksi. Entsyymi on tärkeä puriininukleotidien aineenvaihdunnassa.
Ihmisellä tiedetään neljä AMP-deaminaasin isoentsyymiä. M-isoentsyymiä esiintyy lihaksistossa, L-isoentsyymiä maksassa ja aivoissa ja kahta muotoa E1 ja E2 erytrosyyteissä.[1]
Entsyymi ei ole aktiivinen lihasten ollessa levossa , mutta aktivoituu lihasten pH:n laskiessa ja ATP/AMP-suhteen pienentyessä. Nämä molemmat ilmenevät lihasrasituksen yhteydessä. Lihasrasituksen aikana entsyymi sitoutuu lihasten myosiiniin. Entsyymin katalysoimassa reaktiossa vesi toimii nukleofiilinä ja hyökkää adenosiinimonofosfaatin pyrimidiinirenkaaseen. Tämän jälkeen tapahtuu protoninsiirto vedeltä aminoryhmällä, joka poistuu ammoniakkina. Reaktiota edistävät sinkki-ionit, jotka tekevä vedestä nukleofiilisemman. Adenosiinitrifosfaatti toimii AMP-deaminaasin allosteerisenä aktivaattorina ja entsyymissä on sille sitoutumiskohta. Guanosiinitrifosfaatti ja fosfaatti-ioni ovat AMP-deaminaasin allosteerisia inhibiittoreita.[2][3][4][5]
AMP-deaminaasi on muodostaa yhdessä kahden muun entsyymin, adenylosukkinaattisyntaasin ja adenylosukkinaattilyaasin, kanssa puriininukleotidisyklin. Entsyymin tehtävä on poistaa lihasrasituksen seurauksena muodostuvaa adenosiinimonofosfaattia. Entsyymin tuottama ammoniakki toimii fosfofruktokinaasi-1:n aktivaattorina ja täten stimuloi glykolyysiä. Myös IMP-konsentraation kasvu voi aktivoida glykogeenifosforylaasin toimintaa.[2][3][6]

AMP-deaminaasin puutos

Eräs autosomaalisesti ja resessiivisesti periytyvä mutaatio aiheuttaa AMP-deaminaasin tuotannon vähäisyyttä. Tämä mutaatio on noin prosentilla valkoihoisesta väestöstä. AMP-deaminaasin puutos ilmenee lihaksien voimakkaana kipeytymisenä ja väsymisenä rasituksen jälkeen. Entsyymin vähäisyyden arvellaan olevan eräiden muiden neuromuskulaaristen sairauksien perustana. Maksassa esiintyvän AMP-deaminaasin isoentsyymin puute voi aiheuttaa kihtiä.[1][3][6][7]


  1. Maarit Peippo: Myoadenylaattideaminaasipuutos (MAD-puutos) Väestöliitto. Viitattu 25.6.2011