9.11
所有真核细胞都必须根据来自其环境的信号来调节自身的生长。
某些基因,例如雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin,mTOR),可响应多种因素以调控基本的细胞过程,包括营养物质、生长因子和细胞应激的可利用性。
mTOR 是哺乳动物细胞中的一种大型蛋白激酶,存在于两种功能不同的多蛋白复合物中——mTOR 复合物 1(mTORC1)和 mTOR 复合物 2(mTORC2)。
在极为复杂的 mTOR 信号网络中,PI(3)K/AKT/mTOR 通路在细胞生长调控中发挥着关键作用。
当与胰岛素或胰岛素样生长因子结合而受到刺激时,细胞表面的受体酪氨酸激酶将激活下游信号分子——磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase)或 PI(3)K。
活化的PI(3)K可生成磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸(PIP3),从而促使3-磷脂酰肌醇依赖性激酶1(PDK1)磷酸化并激活另一种名为AKT的蛋白。
活化的 AKT 蛋白继而磷酸化并抑制生长抑制性结节性硬化蛋白-错构瘤蛋白复合物(tuberin-hamartin complex)或 TSC 复合物的活性。
TSC复合物具有GTP酶激活功能 活性。在其激活状态下,它可将定位于溶酶体膜上的RHEB 使mTORC1保持在非活性状态。
当AKT使TSC复合物失活时,RHEB 可保持在活化的GTP结合状态。活化的RHEB可进一步激活mTORC1。
活化的 mTORC1 通过上调大分子(如蛋白质和脂质)的生物合成并抑制自噬,促进细胞生长和增殖。
由于mTOR信号通路在细胞生长和代谢中具有关键作用,癌细胞常利用该通路促进肿瘤细胞的持续生长。因此,在人类癌症中,mTOR信号通路中的基因常被发现发生突变。
此类突变会导致 mTOR 通路异常激活,即使在缺乏任何适当信号的情况下也是如此。
因此,利用这一通路的癌细胞可以逃避自噬,并合成更多的蛋白质和脂质,以支持肿瘤的早期进展。
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