磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol-3-kinases-)催化.pdfVIP

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磷脂酰肌醇-3-激酶家族与急性肺损伤研究新进展

华中科技大学同济医学院附属协和医院麻醉科（430022）

王月兰姚尚龙

摘要磷脂酰肌醇-3-激酶以其广泛的分布，参与并产生酯类第二信使，激活细胞

内大量酶联级反应，调节多种细胞的生存、激活、分化和繁殖而成为研究细胞信号转导

机制的热点。该文重点介绍PI3K结构与功能、激活途径及参与急性肺损伤的机制及其临

床意义。

关键词肺损伤；磷脂酰肌醇脂激酶；机制

近年来对急性肺损伤（ALI）机制的研究发现，除了目前正在研究的MAPK信号转

导通路对ALI影响外，越来越多的试验和临床发现PI3K在急性肺损伤的形成中有着不可

忽视的作用。并且还发现PI3K是肺细胞重要的调节酶之一，影响着肺组织的生理和病理

变化【1】。因此对PI3K及其下游底物的研究，可将成为研究和治疗肺部疾病的新靶点。

1PI3Ks结构、功能与生物活性

磷脂酰肌醇－3－激酶（phosphatidylinositol3-kinases，PI3K）的研究始于

1980s后期。近年来对PI3Ks家族的构成、功能研究有了新的突破。PI3Ks是普遍存在

于体内各类细胞，属于酯类的激酶（或酶），能磷酸化与膜相关的磷脂酸肌醇家族，它

可以募集和激活下游的靶物质而启动一系列信号联级反应，其在细胞的有丝分裂发生、

细胞存活、分化和激活、细胞骨架的构型与重塑以及囊胞的运输起着重要的作用。

[1]

1.1结构与分类

据其结构、特异底物和不同调节功能PI3Ks可分为三大类[2，3]。其中PI3-Ks家族已

有9个成员从哺乳类生物细胞中分离出来。I类：由P110催化亚基和调配亚基（regulatory

adaptersubunit）：P50、P55、P85、P101构成的异二聚体，其中P110又有四种亚型

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分别为：P110α、P110β、P110γ和P110δ。目前已经明确的I类PI3Ks又有两个亚家族，

分别为：IA和IB。IA是由p110α、p110β和p110δ催化亚单位和调节亚基（P85α、P85

β、P55γ）构成，对酪氨酸激酶相关受体（tyrosinekinase-lingkedreceptor）的信

号转导系统比较敏感。而IB类只有一种：由P110γ催化亚基和仅有的P101调节亚基组成。

I类PI3Ks在细胞静止无刺激下，主要分布在细胞浆，通常需要由细胞表面受体机械刺激

后才能被激活而发挥其特异活性。II类：与I类有45－50％同源，也有氨基末端区域和同

源的C2结构域，可调节钙/磷结合。在体外，II类的PI3K优先磷酸化磷脂酰肌醇（PtdIns）

和磷脂酰肌醇－4－磷酸（PtdIns4－P），但在体内的作用尚未明确，目前认为其仅存

在于造血细胞。III类PI3Ks是由典型的锚定在VPS34基因的酵母菌蛋白，并且只能磷酸

化PtdIns生成PtdIns(3)P，后者被认为可以调节囊胞的运输。

[3]

1.2生物学特性

由于I类的PI3Ks大多数异构体都能感受和传递细胞外刺激，故对其研究较多。与I

类PI3Ks偶连的主要受体底物是PtdIns(4，5)P2，二者相互作用可产生最重要的磷脂酰

肌醇（3，4，5）三磷酸[PtdIns(3，4，5)P3]。所有的I类PI3Ks催化亚基都含有一个PI

激酶域、一个蛋白激酶域和一个Ras结合域。最近的结晶学研究表明