AMP活化蛋白激酶γ3亚基功能获得性R225Q突变增加糖酵解型骨骼肌的线粒体生物发生

AMP活化蛋白激酶（AMPK）是由一个催化亚基（alpha）和两个调节亚基（beta和gamma）组成的异三聚体复合物，作为细胞能量传感器发挥作用。多种异三聚体复合物的存在为这一高度保守的信号系统的多种功能提供了分子基础。AMPK gamma3亚基主要在骨骼肌中表达，尤其是II型糖酵解肌纤维。我们探讨了AMPK gamma3亚基是否在介导骨骼肌线粒体生物发生的信号通路中发挥作用。我们提供的证据表明，AMPK gamma3亚基的过表达或敲除似乎在决定静息骨骼肌线粒体含量方面并不起关键作用。然而，AMPK gamma3亚基突变型（R225Q）的过表达（Tg-AMPKgamma3(225Q)）增加了糖酵解型骨骼肌中的线粒体生物发生。这些适应性改变与共激活因子PGC-1alpha以及调节线粒体生物发生的几种转录因子（包括NRF-1、NRF-2和TFAM）的表达增加相关。作为单根肌纤维氧化特征标志物的琥珀酸脱氢酶染色，在Tg-AMPKgamma3(225Q)小鼠白色腓肠肌骨骼肌横截面中也表现出增加，且与肌纤维类型组成的变化无关。总之，AMPK gamma3亚基的单核苷酸突变（R225Q）与糖酵解型骨骼肌中的线粒体生物发生相关，伴随共激活因子PGC-1alpha和几种调节线粒体蛋白的转录因子的表达增加，且不改变肌纤维类型组成。