1、,Akt信號轉(zhuǎn)導通路,南京醫(yī)科大學病理學系 冷靜,第一節(jié) Akt信號轉(zhuǎn)導通路的概念 第二節(jié) Akt信號轉(zhuǎn)導通路的激活 第三節(jié) Akt的下游調(diào)控單元,蛋白磷酸化是調(diào)控細胞功能的基本方式,蛋白激酶（protein kinase）：磷酸化 磷酸酯酶（phosphatase）：去磷酸化, 第一節(jié) Akt信號轉(zhuǎn)導通路的概念,激酶,蛋白激酶x,P,蛋白激酶y,P,蛋白激酶z,P,PKA(protein kinase A) PKC(protein kinase C) PKB(protein kinase B) 1991, Jones，1440bp，編碼480個氨基酸 與v-Akt同源又稱c-Akt(Akt或

2、Akt/PKB),1997年，Dudek IGF-1/ Akt 信號轉(zhuǎn)導通路,Akt信號轉(zhuǎn)導通路的激活途徑,生長因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依賴的蛋白激酶 （PDK）,活化的PDK,Akt激活,促進細胞生長 抑制細胞凋亡 與腫瘤等增生性疾病的關(guān)系非常密切,Akt信號轉(zhuǎn)導通路的作用：, 第二節(jié) Akt信號轉(zhuǎn)導通路的激活,Akt信號轉(zhuǎn)導通路的激活途徑,生長因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依賴的蛋白激酶 （PDK）,活化的PDK,Akt激活,PI3K: 磷酸肌醇-3激酶（phosphoinositide 3-kina

3、se） 異二聚體結(jié)構(gòu)：催化亞單位：110kd 受體結(jié)合調(diào)控亞單位：85kd,一：PI3K的激活,PI3K的底物和產(chǎn)物,Akt信號轉(zhuǎn)導通路的激活途徑,生長因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依賴的蛋白激酶 （PDK）,活化的PDK,Akt激活,PI3K催化PIP2生成PIP3,PI3K的特異性抑制劑： LY294002: C19H17NO3 IC50=1uM Wortmannin: C23H24O8 IC50=5nM,Akt信號轉(zhuǎn)導通路的激活途徑,生長因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依賴的蛋白激酶 （PDK）,活化的PD

4、K,Akt激活,二：PDK的激活,PDK: 磷酸肌醇依賴的蛋白激酶 (3-phosphoinositide-dependent kinase) PDK-1的結(jié)構(gòu)：催化中心（N 端） PH結(jié)構(gòu)域（C端）,PH結(jié)構(gòu)域與Pis的關(guān)系,PH結(jié)構(gòu)域： 血小板白細胞C激肽酶底物同源結(jié)構(gòu)域 (Pleckstrin homology domain, PH domain) 特點： * 多種蛋白和酶中都具有該結(jié)構(gòu) * 為100個氨基酸左右的球狀結(jié)構(gòu) * 它與磷脂之間有很高的結(jié)合親和性,* 與PI結(jié)合的部位為KX7-13R/KXR K: lysine; X: 任意一種氨基酸；R: Arginine; ：疏水性氨基酸

5、,PDK-1本身以磷酸化的狀態(tài)存在于細胞漿 PDK-1通過PH域與細胞膜PIP3結(jié)合 PDK-1固定于細胞膜而被激活,PDK-1激活的特點：,Akt信號轉(zhuǎn)導通路的激活途徑,生長因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依賴的蛋白激酶 （PDK）,活化的PDK,Akt激活,三：Akt的激活,Akt/PKB為57kd的絲氨酸/蘇氨酸蛋白酶 具有PH結(jié)合域 能夠和PIP3緊密結(jié)合固定于細胞膜內(nèi)側(cè),Thr308 : Akt的酶活性中心磷酸化位點 Ser473 : Akt的底物結(jié)合部位磷酸化位點,Thr308 由PDK-1磷酸化激活,Akt 的激活示意圖,Ser473 的磷

6、酸化激活的可能方式： * 由一種單一的PDK-2激活 * PDK-1與PRK-2(PKC-related kinase-2) 結(jié)合以后具備Ser473的磷酸化功能,受生長因子等激活的細胞： Akt由細胞漿轉(zhuǎn)移至細胞膜內(nèi)側(cè) PH域與Pls結(jié)合，磷酸化位點暴露 被PDK-1激活 激活后的Akt離開細胞膜進入細胞核發(fā)揮作用,Akt的動態(tài)變化,靜止的細胞：Akt位于細胞漿內(nèi), 第三節(jié) Akt的下游調(diào)控單元,Akt的下游作用單元都具有同一的最 小短肽結(jié)合部位RXRXXS/T R: Arginine; X: 任意一種氨基酸；S: Serine; T: Threonine; ：疏水性氨基酸,Akt 激活與多

7、種腫瘤發(fā)生密切相關(guān)： 乳腺癌、卵巢癌、大腸癌、肝癌等 Akt信號轉(zhuǎn)導通路的作用包括： * 抑制細胞凋亡 促進細胞生存 * 下調(diào)細胞周期抑制性調(diào)控因子的作用,一、Akt 抑制細胞凋亡的作用,細胞凋亡的發(fā)生機理,1，作用于Bad 磷酸化Bad Ser136,Bax,Bax,apoptosis,Bcl-xL,Bad,2，作用于caspase-9,磷酸化caspase-9的Ser196 使之滅活,3，作用于轉(zhuǎn)錄因子FKHR,FKHR(Ser256 、Thr32、24) FKHRL1(Thr32) AFX(Ser193),二、Akt 促進細胞生存和增殖的作用,1，作用于GSK-3,GSK-3a: Ser

8、21 GSK-3b: Ser9,2，作用于IKKs,NF-kB可誘導凋亡抑制蛋白c-IAP1的生成而抑制細胞凋亡,3，作用于eNOS,Akt可通過磷酸化eNOS的Ser1177,而使eNOS 激活，持續(xù)性地生成NO，促進血管增生。 （腫瘤的血管生成）,正常內(nèi)皮細胞中低維持劑量的eNOS能催化NO的合成，維持血管的功能,4，作用于細胞周期抑制性調(diào)控因子,E2F：細胞周期調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子 DP： E2F結(jié)合蛋白 E2F/DP：二聚體 Rb/E2F/DP：蛋白復合物 CDK：細胞周期蛋白激酶,細胞周期G1期check point,CDK的抑制因子：p27、p21等,p27kip1 ：存在Akt的直接結(jié)合位點RXRXXT(157)D，可以被Akt直接磷酸化滅活（Thr157） R: Arginine; X: 任意一種氨基酸；T: Threonine; D: Aspartic acid,磷酸化后的p27不能進入細胞核而失去對cyclin E