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厦门大学林圣彩教授来访生物物理所并做贝时璋讲座报告
2017-06-15 | 【     】【打印】【关闭

  2017年6月13日星期二上午,应中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士邀请,厦门大学生命科学院院长林圣彩教授来访生物物理所,并在9501学术报告厅做了题为“Mechanisms for glucose sensing and biological implications”的“贝时璋讲座”报告。

  新陈代谢(分解代谢和合成代谢),是一种高度有序的能量与物质代谢过程,是生命的基本特征。能量代谢通常都伴随着物质代谢,物质循环也伴随着能量的产生与利用,这样的过程需要根据细胞与机体的物质和能量的需求状态进行精细的调节以维持生命活动的稳定。AMPK (AMP-activated protein kinase)以及mTOR(mammalian target of rapamycin),是维持细胞中的能量与物质代谢平衡的重要分子,它们分别激活细胞的分解代谢和合成代谢。

  葡萄糖是细胞的主要能量来源和重要的新陈代谢的中间产物。当机体处于饥饿状态时,AMPK被激活,它通过促进糖酵解(Glycolysis),进而保证细胞有足够的能量,进行各种生命活动。目前,在“细胞如何感知葡萄糖水平的机制研究”中,学界普遍认为AMP/ATP的比例升高是细胞感知葡萄糖供应减少的信号,也是AMPK被激活的机制;而“mTOR的激活”通常与“AMPK的激活”分别研究。

  林教授团队一直致力于新陈代谢的研究,通过多年的不懈努力和系统研究,他们发现细胞感知葡萄糖的浓度变化,不依赖于AMP/ATP的比例,而是依赖于位于溶酶体上的、基于AXIN的信号通路复合物,该复合物包括V-ATPase、Rag、以及Ragulator等蛋白。当葡萄糖供应减少时,糖代谢的中间产物——Fructose-1,6-bisphosphate(FBP,果糖-1,6-二磷酸)的水平也下降,从而使催化其转化为果糖-6-磷酸的酶——Aldolase(二磷酸果糖酶)处于空闲状态,没有FBP结合的Aldolase不能与V-ATPase相结合;在AXIN的介导下,AMPK与葡萄糖感知复合物(V-ATPase/Rag/Ragulator)结合并被激活,从而激活分解代谢。当葡萄糖供应增加,FBP与Aldolase结合,FBP/Aldolase能够与V-ATPase结合,并使其构想变化、从而可以结合并激活mTOR,从而启动合成代谢。

  因此,该成果颠覆了传统的“AMPK/mTOR的激活依赖于细胞能量状态”的认知;揭示了复合物(V-ATPase/Rag/Ragulator)是细胞葡萄糖水平的感受器。FBP的水平不仅与AMPK的活性呈负相关、与mTOR的活性呈正向关;而且直接决定了该感受器是结合与激活AMPK、还是结合与激活mTOR,从而最终决定细胞是开启分解代谢、还是开启合成代谢。基于新发现的AMPK激活通路,林教授团队筛选了几个可以模拟FBP来激活AMPK的化合物,动物实验表明,这些化合物可以治疗肝脂肪变性和肥胖症。因此,不久的将来,这些化合物有望成为快速治疗肥胖症的临床药物,为数以亿计的肥胖患者带来福音。   

  

    

  

  

  供稿:阎锡蕴课题组

  

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