果糖-1,6-二磷酸和醛缩酶介导AMPK的葡萄糖感知

大多数细胞的主要能源是葡萄糖，通过糖酵解和/或氧化代谢生成ATP。葡萄糖剥夺激活AMP活化蛋白激酶（AMPK），但这是否仅通过AMP或ADP——AMPK的经典激活剂——的变化发生尚不清楚。在这里，我们揭示了一种通过感知果糖-1,6-二磷酸（FBP）缺失而触发AMPK激活的AMP/ADP非依赖机制，随着细胞外葡萄糖和细胞内FBP降低，AMPK进行性激活。当未被FBP占据时，醛缩酶促进包含v-ATPase、Ragulator、AXIN、LKB1和AMPK的溶酶体复合物形成，这些先前已被证明是AMPK激活所必需的。敲低醛缩酶即使在葡萄糖充足的细胞中也激活AMPK，而催化缺陷型D34S醛缩酶突变体仍结合FBP，却阻断AMPK激活。无细胞重建实验表明，添加FBP破坏AXIN/LKB1与v-ATPase/Ragulator的结合。重要的是，在某些细胞类型中，急性葡萄糖饥饿期间AMP:ATP/ADP:ATP比率保持不变，且AMPK上完整的AMP结合位点不是AMPK激活所必需的。这些结果确立了醛缩酶以及一种糖酵解酶是调节AMPK的葡萄糖可用性传感器。