The AMP-activated protein kinase. Fuel gauge of the mammalian cell?

European Journal of Biochemistry

Volumn 246, Issue 2, 1997, Pages 259-273

  Hardie, D Grahame ^a   Carling, David ^b  

^a UNIVERSITY OF DUNDEE   (United Kingdom)

^b HAMMERSMITH HOSPITAL   (United Kingdom)

Author keywords

Acetyl CoA carboxylase; AMP activated protein kinase; ATP levels; Environmental stress; Fuel gauge; Hydroxymethyl glutaryl CoA reductse; Kinase cascade; Phosphorylation; SNF1

Indexed keywords

ACETYL COENZYME A CARBOXYLASE; ADENOSINE PHOSPHATE; ADENOSINE TRIPHOSPHATE; HYDROXYMETHYLGLUTARYL COENZYME A REDUCTASE; PROTEIN KINASE;

ALLOSTERISM; DEPHOSPHORYLATION; ENZYME ACTIVATION; ENZYME ACTIVITY; ENZYME STRUCTURE; ENZYME SUBUNIT; EVOLUTION; FATTY ACID SYNTHESIS; GENE EXPRESSION REGULATION; HIGHER PLANT; HUMAN; NONHUMAN; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN PHOSPHORYLATION; REVIEW; SEQUENCE HOMOLOGY; SIGNAL TRANSDUCTION; STEROL SYNTHESIS; STRESS; YEAST;

EID: 0031007065     PISSN: 00142956     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1111/j.1432-1033.1997.00259.x     Document Type: Review

References (138)

1. Beg, Z. H., Allmann, D. W. & Gibson, D. M. (1973) Biochem. Biophys. Res. Commun. 54, 1362-1369.
2. Carlson, C. A. & Kim, K. H. (1973) J. Biol. Chem. 248, 378-380.
3. Hardie, D. G. (1992) Biochim. Biophys. Acta 1123, 231-238.
4. Kennelly, P. J. & Rodwell, P. J. (1985) J. Lipid Res. 26, 903-914.
5. Gibson, D. M. & Parker, R. A. (1987) Enzymes 18, 179-215.
6. Ingebritsen, T. S., Lee, H., Parker, R. A. & Gibson, D. M. (1978) Biochem. Biophys. Res. Commun. 81, 1268-1277.
7. Gil, G. M., Sitges, J., Bové, J. & Hegardt, F. G. (1980) FEBS Lett. 110, 195-199.
8. Beg, Z. H., Stonik, J. A. & Brewer, H. B. (1978) Proc. Natl Acad. Sci. USA 75, 3678-3682.
9. Keith, M. L., Rodwell, V. W., Rogers, D. H. & Rudney, H. (1979) Biochem. Biophys. Res. Commun. 90, 969-975.
10. Beg, Z. H., Stonik, J. A. & Brewer, H. B. (1979) Proc. Natl Acad. Sci. USA 76, 4375-4379.
11. Brown, M. S., Goldstein, J. L. & Dietschy, J. M. (1979) J. Biol. Chem. 254, 5144-5149.
12. Mitropoulos, K. A., Knight, B. L. & Reeves, B. E. A. (1979) Biochem. J. 185, 435-441.
13. Jenke, H. S., Lowel, M. & Berndt, J. (198 1) J. Biol. Chem. 256, 9622-9625.
14. Dugan, R. E., Baker, T. A. & Porter, J. W. (1982) Eur. J. Biochem. 125, 497-503.
15. Easom, R. A. & Zammit, V. A. (1984) Biochem. J. 220, 733-738.
16. Easom, R. A. & Zammit, V. A. (1984) Biochem. J. 220, 739-745.
17. Harwood, H. J., Brandt, K. G. & Rodwell, V. W. (1984) J. Biol. Chem. 259, 2810-2815.
18. Brown, M. S., Brunschede, G. Y. & Goldstein, J. L. (1975) J. Biol. Chem. 250, 2502-2509.
19. Ferrer, A., Gaelles, C., Massot, N. & Hegardt, F. G. (1985) Biochem. Biophys. Res. Commun. 132, 497-504.
20. Yeh, L. A., Lee, K. H. & Kim, K. H. (1980) J. Biol. Chem. 255, 2308-2314.
21. Carling, D. & Hardie, D. G. (1986) Biochem. Soc. Trans. 14, 1076-1077.
22. Carling, D., Zammit, V. A. & Hardie, D. G. (1987) FEBS Lett. 223, 217-222.
23. Carling, D., Clarke, P. R., Zammit, V. A. & Hardie, D. G. (1989) Eur. J. Biochem. 186, 129-136.
24. Munday, M. R., Campbell, D. G., Carling, D. & Hardie, D. G. (1988) Eur. J. Biochem. 175, 331-338.
25. Davies, S. P., Sim, A. T. R. & Hardie, D. G. (1990) Eur. J. Biochem. 187, 183-190.
26. Sim, A. T. R. & Hardie, D. G. (1988) FEBS Lett. 120, 67-70.
27. Davies, S. P., Carling, D., Munday, M. R. & Hardie, D. G. (1991) Eur. J. Biochem. 203, 615-623.
28. Clarke, P. R. & Hardie, D. G. (1990) EMBO J. 9, 2439-2446.
29. Gillespie, J. G. & Hardie, D. G. (1992) FEBS Lett. 306, 59-62.
30. Corton, J. M., Gillespie, J. G. & Hardie, D. G. (1994) Curr. Biol. 4, 315-324.
31. Sato, R., Goldstein, J. L. & Brown, M. S. (1993) Proc. Natl Acad. Sci. USA 90, 9261-9265.
32. Omkumar, R. V., Darnay, B. G. & Rodwell, V. W. (1994) J. Biol. Chem. 269, 6810-6814.
33. Omkumar, R. V. & Rodwell, V. W. (1994) J. Biol. Chem. 269, 16 862-16 866.
34. Hardie, D. G., Carling, D. & Sim, A. T. R. (1989) Trends Biochem. Sci. 14, 20-23.
35. Garton, A. J., Campbell, D. G., Carling, D., Hardie, D. G., Colbran, R. J. & Yeaman, S. J. (1989) Eur. J. Biochem. 179, 249-254.
36. Carling, D. & Hardie, D. G. (1989) Biochim. Biophys. Acta 1012, 81-86.
37. Yeaman, S. J (1990) Biochim. Biophys. Acta 1052, 128-132.
38. Nilsson, N. O. & Beitrage, P. (1979) J. Lipid Res. 20, 557-560.
39. Garton, A. J., Campbell, D. G., Cohen, P. & Yeaman, S. J. (1988) FEBS Lett. 229, 68-72.
40. Garton, A. J. & Yeaman, S. J. (1990) Eur. J. Biochem. 191, 245-250.
41. Sullivan, J. E., Brocklehurst, K. J., Marley, A. E., Carey, F., Carling, D. & Beri, R. K. (1994) FEBS Lett. 353, 33-36.
42. Corton, J. M., Gillespie, J. G., Hawley, S. A. & Hardie, D. G. (1995) Eur. J. Biochem. 229, 558-565.
43. Poulter, L., Ang, S., Gibson, B. W., Williams, D. H., Holmes, C. F. B., Caudwell, F. B., Pitcher, J. & Cohen, P. (1988) J. Biol. Chem. 175, 497-510.
44. Zhang, W., DePaoli Roach, A. A. & Roach, P. J. (1993) Arch. Biochem. Biophys. 304, 219-225.
45. Davies, S. P., Carling, D. & Hardie, D. G. (1989) Eur. J. Biochem. 186, 123-128.
46. Weekes, J., Ball, K. L., Caudwell, F. B. & Hardie, D. G. (1993) FEBS Lett. 334, 335-339.
47. Dale, S., Wilson, W. A., Edelman, A. M. & Hardie, D. G. (1995) FEBS Lett. 361, 191-195.
48. Ching, Y. P., Davies, S. P. & Hardie, D. G. (1996) Eur. J. Biochem. 237, 800-808.
49. Lent, B. A., Lee, K. H. & Kim, K. H. (1980) J. Biol. Chem. 253, 8149-8156.
50. Sullivan, J. E., Carey, F., Carling, D. & Beri, R. K. (1994) Biochem. Biophys. Res. Commun. 200, 1551-1556.
51. Weekes, J., Hawley, S. A., Corton, J., Shugar, D. & Hardie, D. G. (1994) Eur. J. Biochem. 219, 751-757.
52. Henin, N., Vincent, M. F. & Van den Berghe, G. (1996) Biochim. Biophya. Acta 1290, 197-203.
53. Ferrer, A., Caelles, C., Massot, N. & Hegardt, F. G. (1987) J. Biol. Chem. 262, 13 507-13 512.
54. Moore, F., Weekes, J. & Hardie, D. G. (1991) Eur. J. Biochem. 199, 691-697.
55. Hawley, S. A., Davison, M., Woods, A., Davies, S. P., Beri, R. K., Carling, D. & Hardie, D. G. (1996) J. Biol. Chem. 271, 27 879-27 887.
56. Hawley, S. A., Selbert, M. A., Goldstein, E. G., Edelman, A. M., Carling, D. & Hardie, D. G. (1995) J. Biol. Chem. 270, 27 186-27 191.
57. Davies, S. P., Helps, N. R., Cohen, P. T. W. & Hardie, D. G. (1995) FEBS Lett. 377, 421-425.
58. Clarke, P. R., Moore, F. & Hardie, D. G. (1991) Adv. Protein Phosphatases 6, 187-209.
59. Haystead, T. A. J., Sim, A. T. R., Carling, D., Honnor, R. C., Tsukitani, Y., Cohen, P. & Hardie, D. G. (1989) Nature 337, 78-81.
60. Barford, D., Hu, S. H. & Johnson, L. N. (1991) J. Mol. Biol. 218, 233-260.
61. Johnson, L. N. & Barford, D. (1994) Protein Sci. 3, 1726-1730.
62. Madsen, N. B., Kasvinsky, P. J. & Fletterick, R. J. (1978) J. Biol. Chem. 253, 9097-9101.
63. Lent, B. & Kim, K. H. (1982) J. Biol. Chem. 257, 1897-1901.
64. Shiao, M., Drong, R. F. & Porter, J. W. (1981) Biochem. Biophys. Res. Commun. 98, 80-87.
65. Davies, S. P., Hawley, S. A., Woods, A., Carling, D., Haystead, T. A. & Hardie, D. G. (1994) Eur. J. Biochem. 223, 351-357.
66. Haystead, C. M. M., Gregory, P., Sturgill, T. W. & Haystead, T. A. J. (1993) Eur. J. Biochem. 214, 459-467.
67. Mitchelhill, K. I., Stapleton, D., Gao, G., House, C., Michell, B., Katsis, F., Witters, L. A. & Kemp, B. E. (1994) J. Biol. Chem. 269, 2361-2364.
68. Carling, D., Aguan, K., Woods, A., Verhoeven, A. J. M., Beri, R. K., Brennan, C. H., Sidebottom, C., Davison, M. D. & Scott, J. (1994) J. Biol. Chem. 269, 11 442-11 448.
69. Dyck, J. R. B., Gao, G., Widmer, J., Stapleton, D., Fernandez, C. S., Kemp, B. E. & Witters, L. A. (1996) J. Biol. Chem. 271, 17 798-17 803.
70. Beri, R. K., Marley, A. E., See, C. G., Sopwith, W. F., Aguan, K., Carling, D., Scott, J. & Carey, F. (1994) FEBS Lett. 356, 117-121.
71. Gao, G., Widmer, J., Stapleton, D., Teh, T., Cox, T., Kemp, B. E. M. & Witters, L. A. (1995) Biochim. Biophys. Acta 1266, 73-82.
72. Stapleton, D., Mitchelhill, K. I., Gao, G., Widmer, J., Michell, B. J., Teh, T., House, C. M., Fernandez, C. S., Cox, T., Witters, L. A. & Kemp, B. A. (1996) J. Biol. Chem. 271, 611-614.
73. Verhoeven, A. J. M., Woods, A., Brennan, C. H., Hawley, S. W., Hardie, D. G., Scott, J., Beri, R. K. & Carling, D. (1995) Eur. J. Biochem. 228, 236-243.
74. Woods, A., Salt, I., Scott, J., Hardie, D. G. & Carling, D. (1996) FEBS Lett. 397, 347-351.
75. Gao, G., Fernandez, S., Stapleton, D., Auster, A. S., Widmer, J., Dyck, J. R. B., Kemp, B. E. & Witters, L. A. (1996) J. Biol. Chem. 271, 8675-8681.
76. Woods, A., Cheung, P. C. F., Smith, F. C., Davison, M. D., Scott, J., Beri, R. K. & Carling, D. (1996) J. Biol. Chem. 271, 10 282-10 290.
77. Stapleton, D., Gao, G., Michell, B. J., Widmer, J., Mitchelhill, K. I., Teh, T.. House, C. M., Witters, L. A. & Kemp, B. A. (1994) J. Biol. Chem. 269, 243-246.
78. Ingebritsen, T. S., Parker, R. A. & Gibson, D. M. (1981) J. Biol. Chem. 256, 1138-1144.
79. Johnson, L. N., Noble, M. E. M. & Owen, D. J. (1996) Cell 85, 149-158.
80. Easom, R. A. & Zammit, V. A. (1987) Biochem. J. 241, 183-188.
81. Munday, M. R., Milic, M. R., Takhar, S., Holness, M. J. & Sugden, M. C. (1991) Biochem. J. 280, 733-737.
82. Witters, L. A. & Kemp, B. E. (1992) J. Biol. Chem. 267, 2864-2867.
83. Gething, M. J. & Sambrook, J. (1992) Nature 355, 33-44.
84. Ritossa, F. M. (1962) Experientia (Basel) 18, 571-573.
85. Ritossa, F. M. (1964) Exp. Cell Res. 35, 601-607.
86. Findly, R. C., Gillies, R. J. & Shulman, R. G. (1983) Science 219, 1223-1225.
87. Gasbarrini, A., Borle, A. B., Fraghali, H., Bender, C., Francavilla, A. & van Thiel, D. (1992) J. Biol. Chem. 267, 6654-6663.
88. Liu, R. M. & Liun, Y. G. (1990) Biomed. Environ. Sci. 3, 251-261.
89. Chen, B., Burt, C. T., Goering, P. L., Fowler, B. A. & London, R. E. (1986) Biochem. Biophys. Res. Commun. 139, 228-234.
90. Atkinson, D. E. (1977) Cellular energy metabolism and its regulation, Academic Press, New York.
91. Brooks, B. J., Arch, J. R. & Newsholme, E. A. (1983) Biosci. Rep. 3, 263-267.
92. Halperin, M. L. & Demon, R. M. (1969) Biochem. J. 113, 207-214.
93. Brown, M. S., Ho, Y. K. & Goldstein, J. L. (1980) J. Biol. Chem. 255, 9344-9352.
94. McGarry, J. D., Mannaerts, G. P. & Foster, D. W. (1977) J. Clin. Invest. 60, 265-270.
95. McGarry, J. D., Takabayashi, Y. & Foster, D. W. (1978) J. Biol. Chem. 253, 8294-8300.
96. Brown, N. F., Esser, V., Foster, D. W. & McGarry, J. D. (1994) J. Biol. Chem. 269, 26 438-26 442.
97. Declercq, P. E., Falck, J. R., Kuwajima, M., Tyminski, H., Foster, D. W. & McGarry, J. D. (1987) J. Biol. Chem. 262, 9812-9821.
98. McGarry, J. D., Mills, S. E., Long, C. S. & Foster, Q. W. (1983) Biochem. J. 214, 21-28.
99. Weis, B. C., Cowan, A. T., Brown, N., Foster, D. W. & McGarry, J. D. (1994) J. Biol. Chem. 269, 26 443-26 448.
100. Weis, B. C., Esser, V., Foster, D. W. & McGarry, J. D. (1994) J. Biol. Chem. 269, 18 712-18 715.
101. Thampy, K. G. (1989) J. Biol. Chem. 264, 17 631-17 634.
102. Bianchi, A., Evans, J. L., Iverson, A. J., Nordlund, A. C., Watts, T. D. & Witters, L. A. (1990) J. Biol. Chem. 265, 1502-1509.
103. Winder, W. W. & Hardie, D. G. (1996) Am. J. Physiol. 270, E299-E304.
104. Huber, C. A., Hardie, D. G. & Winder, W. W. (1997) Am. J. Physiol. 272, E262-E266.
105. Kudo, N., Barr, A. J., Barr, R. L., Desai, S. & Lopaschuk, G. D. (1995) J. Biol. Chem. 270, 17 513-17 520.
106. Kudo, N., Gillespie, J. G., Kung, L., Witters, L. A., Schulz, R., Clanachan, A. S. & Lopaschuk, G. D. (1996) Biochim. Biophys. Acta 1301, 67-75.
107. Winder, W. W., Wilson, H. A., Hardie, D. G., Rasmussen, B. B., Hutber, C. A., Call, G. B., Clayton, R. D., Conley, L. M., Yoon, S. & Zhou, B. (1997) J. Appl. Physiol., in the press.
108. Widmer, J., Fassihi, K. S., Schlicter, S. C., Wheeler, K. S., Crute, B. E., King, N., Nutile McMenemy, N., Noll, W. W., Daniel, S., Ha, J., Kim, K. H. & Witters, L. A. (1996) Biochem. J. 316, 915-922.
109. Lopez-Casillas, F., Bai, D. H., Luo, X., Kong, I. S., Hermodson, M. A. & Kim, K. H. (1988) Proc. Natl Acad. Sci. USA 85, 5784-5788.
110. Sabina, R. L., Patterson, D. & Holmes, E. W. (1985) J. Biol. Chem. 260, 6107-6114.
111. Vincent, M. F., Bontemps, F. & Van den Berghe, G. (1996) Biochem. Pharmacol. 52, 999-1006.
112. Henin, N., Vincent, M. F., Gruber, H. E. & Van den Berghe, G. (1995) FASEB J. 9, 541-546.
113. Vincent, M. F., Marangos, P. J., Gruber, H. E. & Van den Berghe, G. (1991) Diabetes 40, 1259-1266.
114. Vincent, M. F., Bontemps, F. & van den Berghe, G. (1992) Biochem. J. 281, 267-272.
115. Young, M. E., Radda, G. K. & Leighton, B. (1996) FEBS Lett. 382, 43-47.
116. Javaux, F., Vincent, M. F., Wagner, D. R. & Van den Berghe, G. (1995) Biochem. J. 305, 913-919.
117. Yang, X., Jiang, R. & Carlson, M. (1994) EMBO J. 13, 5878-5886.
118. Ronne, H. (1995) Trends Genet. 11, 12-17.
119. Gancedo, J. M. (1992) Eur. J. Biochem. 206, 297-313.
120. Celenza, J. L. & Carlson, M. (1986) Science 233, 1175-1180.
121. Celenza, J. L. & Carlson, M. (1989) Mol. Cell. Biol. 9, 5034-5044.
122. Celenza, J. L., Eng, F. J. & Carlson, M. (1989) Mol. Cell. Biol. 9, 5045-5054.
123. Fields, S. & Song, O. K. (1989) Nature 340, 245-246.
124. Woods, A., Munday, M. R., Scott, J., Yang, X., Carlson, M. & Carling, D. (1994) J. Biol. Chem. 269, 19 509-19 515.
125. Yang, X., Huhbard, E. J. & Carlson, M. (1992) Science 257, 680-682.
126. Wilson, W. A., Hawley, S. A. & Hardie, D. G. (1996) Curr. Biology 6, 1426-1434.
127. Muranaka, T., Banno, H. & Machida, Y. (1994) Mol. Cell. Biol. 14, 2958-2965.
128. Krapp, A., Hofmann, B., Schäfer, C. & Stitt, M. (1993) Plant J. 3, 817-828.
129. Grahame, I. A., Derby, K. J. & Leaver, C. J. (1994) Plant Cell 6, 761-772.
130. MacKintosh, R. W., Davies, S. P., Clarke, P. R., Weekes, J., Gillespie, J. G., Gibb, B. J. & Hardie, D. G. (1992) Eur. J. Biochem. 209, 923-931.
131. Ball, K. L., Dale, S., Weekes, J. & Hardie, D. G. (1994) Eur. J. Biochem. 219, 743-750.
132. Ball, K. L., Barker, J., Halford, N. G. & Hardie, D. G. (1995) FEBS Lett. 377, 189-192.
133. Anderberg, R. J. & Walker-Simmons, M. K. (1992) Proc. Natl Acad. Sci. USA 89, 10 183-10 187.
134. Hardie, D. G., Carling, D. & Halford, N. G. (1994) Semin. Cell Biol. 5, 409-416.
135. Dale, S., Arró, M., Becerra, B., Morrice, N. G., Boronat, A., Hardie, D. G. & Ferrer, A. (1995) Eur. J. Biochem. 233, 506-513.
136. Hardy, T. A., Huang, D. & Roach, P. J. (1994) J. Biol. Chem. 269, 27 907-27 913.
137. Hardie, D. G. & Hanks, S. K. (1995) in Factsbook series, pp. 418, Academic Press, London.
138. Devereux, J., Haeberli, P. & Smithies, O. (1984) Nucleic Acids Res. 12, 387-395.