哺乳類のラパマイシン標的(mTOR)は、ホルモン、成長因子、または栄養素の利用可能性に応答して、成長、増殖、および細胞生存を調節するセリン/スレオニンキナーゼです。このキナーゼは、mTOR複合体1(mTORC1)とmTOR複合体2(mTORC2)の2つの構造的および機能的に異なる形態で存在します。最初の形態(mTORC1)は、ラパマイシン感受性の猛禽類とプロリンに富むAkt基質であるPRAS40で構成されています。対照的に、mTORC2は、Rictorと呼ばれるラパマイシン非感受性の仲間、哺乳類ストレス活性化タンパク質マップキナーゼ相互作用タンパク質1(mSin1またはMAPKAP1)で構成されています。SEC13タンパク質8(mLST8)を持つ哺乳動物致死性は、両方の複合体に共通のタンパク質です。

インスリンがインスリン受容体であるRTKに結合すると、mTOR経路が開始されます。活性化された受容体は、その細胞質ドメイン上でチロシン960を自己リン酸化します。リン酸化チロシンは、インスリン受容体基質(IRS)のドッキング部位を形成し、リンチロシン結合(PTB)ドメインを介して受容体に結合します。さらに、IRSには、原形質膜上のホスホイノシチドに結合するのを助けるPHドメインが含まれています。少なくとも4種類のIRS(IRS-1〜4)がインスリン受容体シグナル伝達を助けます。受容体に結合すると、IRS上の複数のチロシンがリン酸化され、SH2ドメインを含むホスファチジルイノシトール-3-キナーゼまたはPI-3Kが原形質膜の細胞質表面に動員されます。PI-3Kはホスファチジルイノシトール(4,5)-ビスリン酸(PIP2)に結合し、ホスファチジルイノシトール(3,4,5)-三リン酸またはPIP3を生成します。隣接するPIP3は、プロテインキナーゼB(PKB)またはAKTおよび3-ホスホイノシチド依存性キナーゼ1またはPDK1のドッキング部位として機能します。mTORC2は、セリン473でAKTをリン酸化すると、構造変化を起こしてスレオニン308残基を露出させ、その結果、PDK1によるAKTのリン酸化につながります。

活性化されたAKTは、膜から解離して一連の下流の標的をリン酸化し、細胞の増殖、増殖、およびその他の応答を促進します。例えば、フォークヘッド転写因子であるFOXO3aは、アポトーシス促進性タンパク質の転写を活性化する転写因子です。AKTによるFOXO3aのリン酸化は、14-3-3タンパク質への結合とその後のサイトゾルへの隔離を誘導し、それによって細胞の生存を促進します。活性化Aktは、結節性硬化症タンパク質2またはTsc 2も阻害し、Rhebの活性化を促進します。活性化RHEB(Rheb-GTP)は、mTORC1をさらに刺激し、細胞増殖を誘導します。