MTOR的性质
mTOR是调控细胞命运的核心分子,激活的mTOR可以诱导细胞生存生长。近年来在mTOR方向踊跃出大量的文献,然而国内的教材对其介绍甚少,故在此做一小小介绍。
简介
mTOR全称为哺乳动物雷帕霉素靶标(mammalian target of rapamycin)是PI3K相关激酶家族的成员。主要以mTORC1和mTORC2两个复合体的形式发挥作用,mTOR 是调节细胞生长、增殖、运动、生存、转录、翻译和自噬的重要因子。
mTOR1复合物由mTOR,mLST8,Raptor,PRAS40和DEPTOR组成,Raptor可以结合底物,mLST8可以稳定mTOR催化中心,PRAS40和DEPTOR抑制mTOR活性。mTOR1复合物对雷帕霉素敏感。
mTOR2复合物同样包含mTOR,mLST8,DEPTOR,不同的是它具有一个对雷帕霉素不敏感的结合蛋白Rictor(Rictor事实上是rapamycin-insensitive companion of MTOR的缩写。相应的,raptor是regulatory-associated protein of mTOR的缩写)以及两个激活蛋白mSIN1和Protor1/2.
mTORC1和mTORC2有不同的细胞定位。mTOR1主要定位于溶酶体上,这依托于Rag蛋白,后者与溶酶体蛋白Ragulator作用从而定位于膜上。同时ragulator还会和v型质子泵作用,故mTOR1有机会和v型质子泵互作(这个互作关系经常出现在文献中)。而mTOR2主要留在胞质中.
mTOR的上下游
mTOR1
参与调节mTORC1活性的最重要蛋白质是结节性硬化症复合物TSC(Tuberous Sclerosis Complex)。TSC会抑制位于溶酶体膜上的Rheb,Rheb是Ras家族的成员,它将激活mTORC1
正调节
Insulin和 IGF-1 : 胰岛素及其表面受体的结合,促进酪氨酸激酶活性,募集IRS1(胰岛素受体底物),激活PI3K,在细胞质膜上募集和活化AKT。活化的AKT会抑制TSC从而激活mTORC1,同时激活的mTORC1会反馈抑制insulin和IGF代表的PI3K-Akt途径
MAPK级联:该途径通过激活Erk来抑制TSC,从而激活mTORC1。
氨基酸:精氨酸和亮氨酸可以特异激活mTORC1,具体机制是通过氨基酸使氨基酸传感器失活从而解除对抑制抑制Rag蛋白的蛋白的抑制(很绕对吧,反正就是氨基酸代表良好的能量状态,故促进能量代谢)
负调节
低能量状态(AMPK)AMPK直接磷酸化激活TSC抑制mTOR。AMPK和mTOR一直是一对冤家。
缺氧:与传统的HIF途径不同,这边是AMPK直接抑制激活TSC抑制mTOR
DNA损伤:p53主导的,直接激活TSC抑制mTOR
溶酶体异常状态:入侵细菌,渗透活性物质(溶酶体透性改变),蛋白淀粉样沉淀,巨型包涵体(尿酸或二氧化硅)等,溶酶体异常会导致半乳糖凝集素的异常结合,作用于ragulator导致mTOR失活。
下游:
脂质合成:mTORC1促进体内脂质合成的一个关键组分是固醇响应原件结合蛋白SREBP
核苷酸合成:mTORC1可激活ATF4和SK6促进了嘌呤和嘧啶的合成。
葡萄糖代谢:mTORC1促进HIF1α的翻译从而驱动几种糖酵解酶的表达。同时SREBP促进生成NADPH及其他中间代谢物以利于细胞的增殖和生长。
自噬抑制:mTORC1抑制ULK1和TFEB,前者介导自噬,后者介导溶酶体发生。
翻译促进:mTORC解除了抑制蛋白对翻译因子eEF2和eIF4E的抑制,同时直接磷酸化核糖体促进翻译.
mTOR2
明天再来写