mTOR信号通路生物学功能.pdf

《生命的化学》2010年30卷4期 ● 小综述 · 555 · CHEMISTRY OF LIFE 2010，30(4) 文章编号: 1000-1336(2010)04-0555-07 mTOR信号通路的生物学功能 陈洪菊 屈 艺 母得志 四川大学华西第二医院儿科，成都 610041 摘要：哺乳动物的雷帕霉素靶(mammalian target of rapamycin, mTOR)是一种非典型丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，可整 合细胞外信号，磷酸化下游靶蛋白核糖体p70S6激酶，如S6K1及4E-BP1，影响基因转录与蛋白质翻译，从而参与 调控细胞生长、增殖等过程。mTOR的生物学功能的多样性，使其成为当今生物学研究的焦点之一。mTOR与蛋 白质合成、免疫、细胞运动及代谢、细胞凋亡及自噬等均有联系。 关键词：mTOR；凋亡；自噬；蛋白质合成 中图分类号：Q71 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target ofmTORC1。 rapamycin, mTOR)是一种非典型丝氨酸/苏氨酸蛋白 mTOR)蛋白与Sin1(也称为Mip1)及mLST8、mTOR构 激酶，为磷脂酰肌醇激酶相关激酶(phosphatidy-成了mTORC2。mTORC2对雷帕霉素耐受。 linositol kinase-related kinase, PIKK)蛋白质家族成员。 mTOR主要通过磷酸化其下游靶蛋白40S核糖 mTOR进化上相对保守，可整合营养、能量及生长因 体S6蛋白激酶 子等多种细胞外信号，参与基因转录、蛋白质翻译、 p70S6K)，如S6K1及真核启动因子4E结合蛋白1 核糖体合成等生物过程，在细胞生长和凋亡中发挥 极为重要的作用。近年来，mTOR的生物学功能研究 来调节下游蛋白质翻译。 日益深入，特别是其与细胞凋亡及自噬、蛋白质合 活化的S6K1可磷酸化下游底物，如40S核糖体 成、免疫、细胞运动及代谢等的联系越来越受到重 蛋白S6(p70S6)等，从而促进延长因子-1 (elongation 视。 fator-1, EF-1)、poly(A)结合蛋白等蛋白质翻译及表 1.mTOR信号通路 达。mRNA 5端的7-甲基鸟苷帽子结构(cap)可被24 mTOR是一类大分子蛋白质，分子量为289 kDa， kDa的真核起始因子 其很多区域可参与调节蛋白质之间的相互作用。 eIF4E)识别并夹住，支架蛋白eIF4G与eIF4E及eIF4A 结合并使后二者稳定。4E-BP1与eIF-4E结合并抑制 mTOR存在两种不同复合物形式，即mTORC1(mTOR 其活性，进而抑制依赖eIF-4E转录的启动及蛋白质 complex 1)及mTORC2。mTOR可与Raptor(regulatory associated protein of mTOR)及哺乳动物LST8形成一 的表达。当mTOR磷酸化4E-BP1后，可使其激活，活 个对雷帕霉素(rapamycin)抑制敏感的复合物，即 化的4E-BP1与eIF-4E分离，从而促成eIF4E与eIF4G 结合，eIF4F复合物形成及进一步cap-依赖的翻译。 收稿日期：2010-02-15 mTOR参与了体内多条信号通路。其一是PI3K/ 国家自然科学基金项目30770748)；四川省 AKT