【儀器網(wǎng) 珀金埃爾默】 2019年9月24日有所增加，清華大學(xué)李蓬課題組在Cell Reports上發(fā)表了題為“The protein phosphatase 1 complex is a direct target of AKT linking insulin signaling to hepatic glycogen deposition”的研究論文服務好，報道了PP1復(fù)合物作為營養(yǎng)感知器，獨(dú)立于GSK3介導(dǎo)胰島素刺激下肝臟糖原合成的調(diào)節(jié)機(jī)制反應能力。
 

　　胰島素是機(jī)體調(diào)節(jié)血糖吸收共謀發展、促進(jìn)合成代謝(anabolic metabolism)關(guān)鍵的激素，可以促進(jìn)糖原結構重塑、脂肪聽得懂、蛋白質(zhì)合成。糖原和脂肪可被用于能量貯存高質量發展；糖原是zui先被機(jī)體利用的能量儲備：比如在運(yùn)動時全方位，肌肉糖原可以作為快速的能量來源，供肌肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP影響力範圍；而肝臟中糖原負(fù)責(zé)在饑餓或能量缺乏時補(bǔ)充血糖大局，使之維持穩(wěn)定濃度。但是糖原代謝里一個長期懸而未決的問題邁出了重要的一步，胰島素是如何激活糖原合成的有序推進？甚至在新版(第七版)的Lehninger生化教科書中，也只是指出需要一個“insulin-sensitive protein kinase”需求，但不知其身份配套設備。雖然胰島素-AKT可以通過抑制激酶GSK3更優質、降低糖原合成酶GS磷酸化來促進(jìn)糖原合成，但是這條調(diào)節(jié)通路的作用非常有限推進高水平，因?yàn)镚SK3的磷酸化位點(diǎn)突變后不影響糖原合成脫穎而出。并且，GSK3調(diào)控糖原合成是通過雙抑制作用而起作用生產創效，目前我們的認(rèn)識里還缺乏一種主動糖原合成調(diào)控的機(jī)制結構。雖然已知胰島素還通過激活磷酸酶PP1，進(jìn)而調(diào)節(jié)多個關(guān)鍵糖原代謝酶優化上下，然而由于對phosphatase調(diào)節(jié)研究的困難能力建設，領(lǐng)域內(nèi)只能猜測卻難以發(fā)現(xiàn)這個調(diào)節(jié)PP1磷酸酶的“insulin-sensitive protein kinase”。
 

　　PP1(protein phosphatase1)對糖代謝具有重要作用不斷創新，參與調(diào)節(jié)多個糖原代謝酶活性建立和完善，包括GS、GP和GPK參與水平。PP1全酶由一個催化亞基(PP1c)和一個調(diào)節(jié)亞基(PPP1R)組成大型。已知PPP1R3家族作為特殊的一類調(diào)節(jié)亞基可以把PP1靶向到糖原代謝過程，該家族包括7個成員明確相關要求，PPP1R3a-g重要意義。盡管一些研究表明PPP1R3成員參與調(diào)節(jié)肝臟糖原合成和積累深化涉外，但是具體的機(jī)制究竟是如何呢?
 

　　針對這個問題體系，李蓬團(tuán)隊(duì)首先通過生物信息學(xué)分析磷酸化蛋白組數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)開展試點，找到了10個候選蛋白攜手共進，可能是AKT新的磷酸化底物推進一步，同時也參與調(diào)節(jié)糖脂代謝經過。隨后通過生化實(shí)驗(yàn)鑒定出PPP1R3g是AKT一個新的直接底物力度，同時結(jié)合質(zhì)譜分發(fā)現(xiàn)S79是PPP1R3g的AKT磷酸化位點(diǎn)。其后勇探新路，課題組發(fā)現(xiàn)在胰島素刺激下PPP1R3g可以直接被AKT磷酸化單產提升，更重要的是發(fā)現(xiàn)生理和病理?xiàng)l件下的胰島素信號與PPP1R3g磷酸化水平密切相關(guān)長足發展。更進(jìn)一步地今年，課題組發(fā)現(xiàn)在胰島素刺激下，PPP1R3g介導(dǎo)糖原合成是不依賴于經(jīng)典的GSK3途徑的良好。接下來逐步顯現，課題組通過敲除和過表達(dá)系統(tǒng)在體研究了PPP1R3g磷酸化的生理功能引領，發(fā)現(xiàn)PPP1R3g磷酸化可以加快葡萄糖清除和提高胰島素敏感性。在機(jī)制上應用前景，課題組發(fā)現(xiàn)PPP1R3g磷酸化可以提升與p-GS的結(jié)合，進(jìn)而加快PP1c對GS的去磷酸化運行好。同時發(fā)現(xiàn)了PPP1R3b可作為PPP1R3g的下游，通過結(jié)合從PPP1R3g上解離下來的去磷酸化GS部署安排，刺激糖原的合成搖籃，從而實(shí)現(xiàn)對胰島素信號的傳遞推廣開來。
 

圖1. 胰島素-AKT調(diào)控PPP1R3G磷酸化促進(jìn)糖原合成的新機(jī)制
 

　　本研究回答了本領(lǐng)域近30年一直未回答的問題，為新版的生物化學(xué)書籍完善提供重要的一筆(圖2)資源配置。
 

　　圖2. 經(jīng)典生化教科書中可修改的一筆信息。左圖為Lehninger Principles of Biochemistry(7th Edition)中提出的位置激酶大力發展，右圖則是該研究提供的改寫
 

　　該論文中，糖原合成酶和糖原磷酸化酶活性的研究均采用放射性方法產能提升，利用放射性標(biāo)記的葡萄糖作為底物適應性，通過檢測放射性活度來計(jì)算酶的活性通過活化。珀金埃爾默提供了從試劑落地生根、耗材到檢測儀器的完整解決方案，助力中國科學(xué)家取得更大成就研學體驗。