Akt信号转导通路

,Akt信号转导通路,南京医科大学病理学系 冷静,第一节 Akt信号转导通路的概念第二节 Akt信号转导通路的激活第三节 Akt的下游调控单元,蛋白磷酸化是调控细胞功能的基本方式,蛋白激酶（protein kinase）：磷酸化磷酸酯酶（phosphatase）：去磷酸化, 第一节 Akt信号转导通路的概念,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，编码480个氨基酸与v-Akt同源又称c-Akt(Akt或Akt/PKB),1997年，DudekIGF-1/ Akt 信号转导通路,Akt信号转导通路的激活途径,生长因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（PDK）,活化的PDK,Akt激活,促进细胞生长 抑制细胞凋亡 与肿瘤等增生性疾病的关系非常密切,Akt信号转导通路的作用：, 第二节 Akt信号转导通路的激活,Akt信号转导通路的激活途径,生长因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（PDK）,活化的PDK,Akt激活,PI3K: 磷酸肌醇-3激酶（phosphoinositide 3-kinase）异二聚体结构：催化亚单位：110kd 受体结合调控亚单位：85kd,一：PI3K的激活,PI3K的底物和产物,Akt信号转导通路的激活途径,生长因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（PDK）,活化的PDK,Akt激活,PI3K催化PIP2生成PIP3,PI3K的特异性抑制剂：LY294002: C19H17NO3 IC50=1uMWortmannin: C23H24O8 IC50=5nM,Akt信号转导通路的激活途径,生长因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（PDK）,活化的PDK,Akt激活,二：PDK的激活,PDK:磷酸肌醇依赖的蛋白激酶(3-phosphoinositide-dependent kinase)PDK-1的结构：催化中心（N 端） PH结构域（C端）,PH结构域与Pis的关系,PH结构域：血小板白细胞C激肽酶底物同源结构域(Pleckstrin homology domain, PH domain)特点：* 多种蛋白和酶中都具有该结构* 为100个氨基酸左右的球状结构* 它与磷脂之间有很高的结合亲和性,* 与PI结合的部位为KX7-13R/KXR K: lysine; X: 任意一种氨基酸；R: Arginine; ：疏水性氨基酸,PDK-1本身以磷酸化的状态存在于细胞浆PDK-1通过PH域与细胞膜PIP3结合PDK-1固定于细胞膜而被激活,PDK-1激活的特点：,Akt信号转导通路的激活途径,生长因子,二磷酸肌醇,磷酸肌醇-3激酶(PI3K)活化,三磷酸肌醇,磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（PDK）,活化的PDK,Akt激活,三：Akt的激活,Akt/PKB为57kd的丝氨酸/苏氨酸蛋白酶具有PH结合域能够和PIP3紧密结合固定于细胞膜内侧,Thr308 : Akt的酶活性中心磷酸化位点Ser473 : Akt的底物结合部位磷酸化位点,Thr308 由PDK-1磷酸化激活,Akt 的激活示意图,Ser473 的磷酸化激活的可能方式： * 由一种单一的PDK-2激活 * PDK-1与PRK-2(PKC-related kinase-2) 结合以后具备Ser473的磷酸化功能,受生长因子等激活的细胞：Akt由细胞浆转移至细胞膜内侧PH域与Pls结合，磷酸化位点暴露被PDK-1激活激活后的Akt离开细胞膜进入细胞核发挥作用,Akt的动态变化,静止的细胞：Akt位于细胞浆内, 第三节 Akt的下游调控单元,Akt的下游作用单元都具有同一的最小短肽结合部位RXRXXS/T R: Arginine; X: 任意一种氨基酸；S: Serine; T: Threonine; ：疏水性氨基酸,Akt 激活与多种肿瘤发生密切相关： 乳腺癌、卵巢癌、大肠癌、肝癌等Akt信号转导通路的作用包括： * 抑制细胞凋亡 促进细胞生存 * 下调细胞周期抑制性调控因子的作用,一、Akt 抑制细胞凋亡的作用,细胞凋亡的发生机理,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 使之灭活,3，作用于转录因子FKHR,FKHR(Ser256 、Thr32、24)FKHRL1(Thr32)AFX(Ser193),二、Akt 促进细胞生存和增殖的作用,1，作用于GSK-3,GSK-3a: Ser21GSK-3b: Ser9,2，作用于IKKs,NF-kB可诱导凋亡抑制蛋白c-IAP1的生成而抑制细胞凋亡,3，作用于eNOS,Akt可通过磷酸化eNOS的Ser1177,而使eNOS激活，持续性地生成NO，促进血管增生。（肿瘤的血管生成）,正常内皮细胞中低维持剂量的eNOS能催化NO的合成，维持血管的功能,4，作用于细胞周期抑制性调控因子,E2F：细胞周期调控的转录因子DP： E2F结合蛋白E2F/DP：二聚体Rb/E2F/DP：蛋白复合物CDK：细胞周期蛋白激酶,细胞周期G1期check point,CDK的抑制因子：p27、p21等,p27kip1 ：存在Akt的直接结合位点RXRXXT(157)D，可以被Akt直接磷酸化灭活（Thr157）R: Arginine; X: 任意一种氨基酸；T: Threonine; D: Aspartic acid,磷酸化后的p27不能进入细胞核而失去对cyclin