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통합 신호네트워크를 통한 AMPK의 노화조정

전문가 제언: ○ AMPK(AMP-activated protein kinase)는 세포의 에너지 항상성유지에 중요한 역할을 하는 효소이다. 이 효소는 α, β, γ의 3 소단위로 구성되며, 효모에서 사람에 이르기까지 진화적으로 잘 보존된 단백질복합체이다. 이 효소는 세포에서 AMP/ATP의 비율을 감지하는 AMP 센서이다. ATP의 소모로 ADP에 이어 AMP가 증가하면, AMP는 AMPK의 γ 소단위의 결합부위에 결합하고, 이는 α 소단위의 촉매영역을 노출시켜 AMPK의 상류 kinase AMPKK가 threonine-172를 인산화 하여 AMPK가 활성화한다.

○ AMPK는 세포의 포도당유입, 지방산의 β-oxdidation, glucose trans- porter 4의 생합성 등을 포함하는 세포 내 시스템을 조정하는 마스터 스위치이다. 신체운동은 세포의 ATP 요구증가로 인한 대사스트레스가 AMPK를 활성화한다. 이는 지방산, 단백질 합성 등 ATP-소모의 동화작용을 억제하고 지방산 산화, 포도당 유입 등 ATP-발생의 이화작용을 촉진하여 에너지균형을 유지한다.

○ AMPK의 활성은 노화가 진행되면서 점차로 감소한다. 하등동물의 모델시스템에서 AMPK 활성증가는 수명을 연장한다. 선충 C. elegans의 daf- 2 유전자의 기능소실 돌연변이는 선충의 수명을 2배 이상 증가시킨다. 선충의 DAF-2 단백질은 포유동물의 insulin/IGF1 수용체와 유사한 단백질이다. 선충의 수명관련 유전자조작으로 수명을 연장할 수 있는 정도는 사람의 수명으로 말하면 5백 세 정도의 수명이다. 실제로 생쥐에서 insulin/IGF1 신호체계의 downstream 성분 mTOR를 rapamycin으로 억제하면 생쥐의 수명이 연장된다.

○ 이 리뷰는 AMPK가 노화조절에 중요한 역할을 하는 통합된 신호네트워크를 관리한다는 점을 지적한다. 노화에 따른 AMPK 활성감소는 자가 포식의 감소; 산화 등 스트레스의 증가; 세포자멸 저항성, 염증, 지방축적, 혈당 등의 증가; 대사증후군의 증진을 수반한다. AMPK 활성증가를 유도하는 인자는 AMP, NAD+, 운동, leptin 같은 호르몬, 2형 당뇨 치료제 metformin, 식물 알칼로이드 berberine 등이다.

저자: Salminen, A, Kaarniranta, K,
자료유형: 학술정보