【陳巍翻譯】PI3K-AKT信號通路

2021-01-20 陳巍學基因


PI3K/AKT信號通路

 

PI3K/AKT信號通路包括許多的:激活因子、抑制因子、作用因子和第二信使。

 

因為它有許多的環路和分枝,這個通路是非常複雜的,遠沒有被(人類)理解。這裡,僅對其最重要的幾條(信號)路徑做一個簡單的介紹。

 

激活PI3激酶

 

激活PI3K/AKT的通路,是從激活磷酯醯肌醇3激酶(PI3激酶)開始的。這個激活過程,可以通過三種途徑實現。

 

(其中)2種途徑是從激活屬於酪氨酸激酶生長因子家族的受體開始的。

 

因子結合到受體單體上,引起兩個單體聚合成二聚體,並磷酸化交叉激活(二聚體中的)各個單體。依賴於受體,不同的蛋白可能結合到(受體的)已磷酸化的結構域上。

 

胰島素受體底物1,或稱IRS1,結合到已被激活的胰島素生長因子1受體(IGF1R)上。為簡單起見,這個受體被描繪成一個二聚體,結合了IRS1的受體,起到一個結合併激活PI3K的作用。

 

另外,PI3K也可以直接結合到磷酸化的酪氨酸激酶受體上。

 

(還有)一個完全不同的機制,是從結合了GTP的GTP酶RAS開始的。通過結合到有GTP結合併激活的RAS,PI3K被激活,形成第二信使,3磷酸化(3,4,5位被磷酸化)的磷酯醯肌醇,和激活AKT。

 

在信號通路的第二層,形成第二級的信使:3磷酸化(3,4,5位被磷酸化)的磷酯醯肌醇,或稱PIP3。這會導致AKT,這個絲氨酸、蘇氨酸激酶的活化。

 

激活了的PI3K遷移到細胞膜的內側,結合到PIP2(4,5位,二磷酸化的磷酯醯肌醇)上。PIP2是細胞膜上的一個常規組成部分,通過它的二個脂肪酸錨定在細胞膜上,PI3K能夠把PIP2磷酸化成PIP3。

 

PIP3能夠激活AKT激酶,AKT也稱作PKB(protein kinase B)。AKT這個名字則是因為它是逆轉錄病毒的AKT8的同源物,AKT對下遊的作用。AKT是一個絲氨酸、蘇氨酸激酶,可以被PIP3激活,是一個原癌基因,有許多的底物,並起很多的作用。

 

這裡,只列舉3個作用。

 

最為人所知的作用是抑制凋亡,凋亡也就是細胞的程序性死亡。AKT會與BAX結合,有提示:BAX能夠在線粒體的外膜上形成洞。在沒有AKT的時候,這些洞導致通過Caspase的瀑布效應,引起細胞凋亡。

 

AKT的另外一個重要的作用:AKT激活蛋白合成或翻譯。這個(蛋白合成的)效應是通過好幾步的蛋白(合成)瀑布效應達成的。這個瀑布(效應)是從激活Rheb蛋白開始的,Rheb(能夠)激活mTOR。mTOR它自己與翻譯因子S6K相作用,並激活S6K。S6K通過結合到核糖體的大亞基上,激活從mRNA翻譯出蛋白(的過程)。

 

另外,AKT能夠通過把FOXO磷酸化,來降低FOXO蛋白的濃度。被磷酸化了的FOXO是泛素連接酶的底物。泛素連接酶會把泛素肽連到蛋白上。這些泛素肽,(在動畫中)有小黑點來表示。接下來,泛素化的FOXO被一種稱為蛋白酶體的複雜的蛋白酶所破壞。這樣,AKT就防止了抑癌蛋白FOXO的阻斷細胞生長的作用。

 


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