生化学と分析生化学

概要

血清飢餓によるPAK2の活性化は、脂肪細胞3T3-L1細胞におけるインスリン治療に対する反応を感受性にする

ジュン・リン、シスカ・コーネイリー、コルビー・コッテル、ジョリンダ・A・トラウ

p21活性化キナーゼ2（PAK2）は、これまで検査されたすべての哺乳類細胞および組織で普遍的に発現しています。これは、さまざまなストレス条件によって活性化され、アポトーシスまたは細胞増殖抑制を誘導するPAKファミリーキナーゼのユニークなメンバーです。PAK2を活性化する条件は多数報告されていますが、血清飢餓とそれに続くインスリン治療は研究されていません。本研究では、インスリンシグナル伝達に敏感でエネルギー恒常性に重要な前駆脂肪細胞（3T3-L1）をシステムとして使用し、このトピックを取り上げました。血清飢餓により、PAK2の活性が1時間以内に約3倍に一時的に活性化され、その後3時間以内に基礎レベルに戻ることがわかりました。血清飢餓によるPAK2の活性化に続いて、インスリン治療により、ユビキチン化-プロテアソームを介したタンパク質分解により、PAK2が急速に不活性化されました。 AKT1 と PAK2 の活性は逆相関しており、AKT1 活性化が PAK2 分解を開始する要因である可能性を示唆しています。血清飢餓とインスリンによる PAK2 のこの動的変化は、細胞増殖率に影響を与える主要な生物学的プロセスであるタンパク質合成の変動と相関していることがわかりました。血清飢餓による PAK2 の活性化は、タンパク質合成の約 50% の阻害と相関しており、その後のインスリン処理によりこの阻害が逆転しました。siRNA による PAK2 のダウンレギュレーションにより、PAK2 がタンパク質合成の阻害につながる原因であることがさらに証明されました。結論として、この研究は血清飢餓とインスリンによる PAK2 の新しい調節パターンを特定し、栄養状態とインスリンシグナル伝達に応じて脂肪細胞機能を制御する上で PAK2 が重要な役割を果たしていることを示唆しています。