作者:Yuxiang Liu et al.
发表日期:2022年4月
发表期刊:J. Biol. Chem.


研究背景

AMPK激酶和AMPK相关激酶salt-inducible kinase,SIK3参与调节从代谢到睡眠等多种重要的生物活动,AMPK激酶能够感受AMP/ATP比例来调节能量稳态,还能够感受到肌醇inositol,参与能量平衡和细胞自噬,哺乳动物细胞的AMPK含有αβγ的三亚基异源复合物,α亚基是酶活中心亚基βγ是调节亚基,AMPKα2酶活受到位点T172、AMPKα1酶活受到T183磷酸化的调控。研究已知Liver kinase B1,LKB1能够磷酸化和激活AMPK和SIK。将HEK细胞裂解液上清分别通过Q、SP、Heparin、Superdex 75分子筛,将收集的组份分离后分别去做体外的磷酸化实验,发现了存在不依赖于LKB1的SIK3-T221磷酸化活性。通过功能成分的富集纯化,鉴定出了激酶mammalian sterile 20–like kinase 3,MST3。体内和体外实验都证明了MST3可以直接将AMPK和SIK磷酸化。将外源表达的MST3、MST3b (人脑的MST3) 和mMST3 (小鼠的MST3) 在体外测定SIK1、2、3酶的磷酸化能力,通过SIK1、2、3的突变体,确定SIK1、2、3的磷酸化位点为SIK1-T182,SIK2-T175、SIK3-T221。在体外测定AMPKα1和AMPKα2酶的磷酸化能力,通过AMPKα的突变体,确定AMPKα1的磷酸化位点为AMPKα1-T183和AMPKα2-T172。MST3对AMPK和SIK的磷酸化作用增强了AMPK下游信号蛋白ACC1和SIK下游信号蛋白HDAC4的磷酸化。

实验方法

将50 L的HEK细胞的裂解液上清,经过SP,Heparin,Q,HAP,Superdex 75,Mono S几步层析分离收集的样品,经过体外的SIK3磷酸化酶活测定,最终分离的活性组分根据质谱鉴定含MST3,MST4,PANK1,STK39,FES,ADCK2,将这几个蛋白外源表达后,分别进行体外活性测定,最终确定MST3和MST4具有磷酸化SIK3的活性。

产品信息

类别 货号 产品名称 规格
预装柱 17115201 HiTrap SP HP 5 × 5 mL
预装柱 17040703 HiTrap Heparin HP 5 × 5 mL
预装柱 17115401 HiTrap Q HP 5 × 5 mL
预装柱 29148721 Superdex 75 Increase 10/300 GL 1 × 24 mL
预装柱 29275877 Capto HiRes S 5/50 1 × 1 mL

Reference
Liu Y, Wang TV, Cui Y, Gao S, Rao Y. Biochemical purification uncovers mammalian sterile 3 (MST3) as a new protein kinase for multifunctional protein kinases AMPK and SIK3. J Biol Chem. 2022 May;298(5):101929. doi: 10.1016/j.jbc.2022.101929. Epub 2022 Apr 10. PMID: 35413286; PMCID: PMC9112001.