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AMPK(AMP激活的蛋白质激酶)是一种保守的异源三聚体蛋白质激酶,其酶活力能够被AMP上调。该蛋白质激酶能够通过感受细胞能量状态来维持真核细胞的ATP生成和消耗的平衡,即能量稳态。同时,AMPK在调控细胞生长和增殖、建立和稳定细胞极性、调节动物寿命、调控生理节律等方面也起着重要作用。这些重要的功能使AMPK成为治疗肥胖症、II型糖尿病和某些癌症的药物靶点。然而,AMPK的活力是如何被AMP调节的目前仍然不清楚。在本论文工作中,我们解析了裂殖酵母AMPKα亚基KD-AID片段的结构。该片段包含激酶的催化结构域(KD)和自抑制结构域(AID)。AID结合在KD背面的铰链区,与KD的N-lobe及C-lobe均有相互作用。结构分析表明,AID的结合可能限制了αC的移动,从而导致了KD-AID片段与单独的KD相比活力较低。AMP不仅能够别构激活AMPK,还可以抑制AMPKα亚基T172位点的去磷酸化。进一步的体外酶动力学研究发现:破坏KD-AID相互作用界面能够解除自抑制现象,并且含有这些突变的AMPK全酶的活力也不再受AMP调节。这些结构和生化上的研究揭示了AMPK自抑制的主要机制。据此,我们提出了AMP对AMPK调节的构象转变模型。此外,本论文工作对已发表的AMPK糖原结合结构域(GBD)位置提出了质疑,并指出了新的GBD可能的结合位置及该位置相应的生理意义。本论文工作还对AMPK全酶蛋白进行了结晶筛选,为今后进一步的结构生物学研究奠定了基础。总之,本论文工作对于理解AMPK的调节机制具有重要意义。