病理学与病理生理学 7no[1].7

Akt信号转导通路信号转导通路南京医科大学病理学系南京医科大学病理学系 冷静冷静 Akt 信号转导通路信号转导通路第一节第一节 Akt信号转导通路的概念信号转导通路的概念第二节第二节 Akt信号转导通路的激活信号转导通路的激活第三节第三节 Akt的下游调控单元的下游调控单元Akt 信号转导通路信号转导通路蛋白磷酸化是调控细胞功能的基本方式蛋白磷酸化是调控细胞功能的基本方式蛋白激酶（蛋白激酶（ protein kinase）：）： 磷酸化磷酸化磷酸酯酶（磷酸酯酶（ phosphatase）：）： 去磷酸化去磷酸化 第一节第一节 Akt信号转导通路的概念信号转导通路的概念Akt 信号转导通路信号转导通路激酶激酶蛋白激酶蛋白激酶 xP蛋白激酶蛋白激酶 yP蛋白激酶蛋白激酶 zPAkt 信号转导通路信号转导通路PKA(protein kinase A)PKC(protein kinase C)PKB(protein kinase B)1991, Jones， 1440bp， 编码编码 480个氨基酸个氨基酸与与 v-Akt同源又称同源又称 c-Akt(Akt或或 Akt/PKB)Akt 信号转导通路信号转导通路1997年，年， DudekIGF-1/ Akt 信号转导通路信号转导通路Akt 信号转导通路信号转导通路Akt信号转导通路的激活途径信号转导通路的激活途径生长因子生长因子二磷酸肌醇二磷酸肌醇磷酸肌醇磷酸肌醇 -3激酶激酶 (PI3K)活化活化三磷酸肌醇三磷酸肌醇磷酸肌醇依赖的蛋白激酶磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（ PDK）活化的活化的 PDKAkt激活激活Akt 信号转导通路信号转导通路促进细胞生长促进细胞生长抑制细胞凋亡抑制细胞凋亡与肿瘤等增生性疾病的关系非常密切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：信号转导通路的作用：Akt 信号转导通路信号转导通路 第二节第二节 Akt信号转导通路的激活信号转导通路的激活Akt 信号转导通路信号转导通路Akt信号转导通路的激活途径信号转导通路的激活途径生长因子生长因子二磷酸肌醇二磷酸肌醇磷酸肌醇磷酸肌醇 -3激酶激酶 (PI3K)活化活化三磷酸肌醇三磷酸肌醇磷酸肌醇依赖的蛋白激酶磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（ PDK）活化的活化的 PDKAkt激活激活Akt 信号转导通路信号转导通路PI3K: 磷酸肌醇磷酸肌醇 -3激酶（激酶（ phosphoinositide 3-kinase）异二聚体结构：催化亚单位：异二聚体结构：催化亚单位： 110kd受体结合调控亚单位：受体结合调控亚单位： 85kd一：一： PI3K的激活的激活Akt 信号转导通路信号转导通路PI3K的底物和产物的底物和产物Akt 信号转导通路信号转导通路Akt信号转导通路的激活途径信号转导通路的激活途径生长因子生长因子二磷酸肌醇二磷酸肌醇磷酸肌醇磷酸肌醇 -3激酶激酶 (PI3K)活化活化三磷酸肌醇三磷酸肌醇磷酸肌醇依赖的蛋白激酶磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（ PDK）活化的活化的 PDKAkt激活激活Akt 信号转导通路信号转导通路PI3K催化催化 PIP2生成生成 PIP3Akt 信号转导通路信号转导通路PI3K的特异性抑制剂：的特异性抑制剂：LY294002: C19H17NO3 IC50=1uMWortmannin : C23H24O8 IC50=5nMAkt 信号转导通路信号转导通路Akt信号转导通路的激活途径信号转导通路的激活途径生长因子生长因子二磷酸肌醇二磷酸肌醇磷酸肌醇磷酸肌醇 -3激酶激酶 (PI3K)活化活化三磷酸肌醇三磷酸肌醇磷酸肌醇依赖的蛋白激酶磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（ PDK）活化的活化的 PDKAkt激活激活Akt 信号转导通路信号转导通路二：二： PDK的激活的激活PDK:磷酸肌醇依赖的蛋白激酶磷酸肌醇依赖的蛋白激酶(3-phosphoinositide-dependent kinase)PDK-1的结构：催化中心（的结构：催化中心（ N 端）端）PH结构域（结构域（ C端）端）Akt 信号转导通路信号转导通路PH结构域与结构域与 Pis的关系的关系Akt 信号转导通路信号转导通路PH结构域：结构域：血小板白细胞血小板白细胞 C激肽酶底物同源结构域激肽酶底物同源结构域(Pleckstrin homology domain, PH domain)特点：特点：* 多种蛋白和酶中都具有该结构多种蛋白和酶中都具有该结构* 为为 100个氨基酸左右的球状结构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它与磷脂之间有很高的结合亲和性Akt 信号转导通路信号转导通路* 与与 PI结合的部位为结合的部位为 KX7-13R/KXRK: lysine; X: 任意一种氨基酸；任意一种氨基酸； R: Arginine; ： 疏水性氨基酸疏水性氨基酸Akt 信号转导通路信号转导通路PDK-1本身以磷酸化的状态存在于细胞浆本身以磷酸化的状态存在于细胞浆PDK-1通过通过 PH域与域与 细胞膜细胞膜 PIP3结合结合PDK-1固定于细胞膜而被激活固定于细胞膜而被激活PDK-1激活的特点激活的特点 ：Akt 信号转导通路信号转导通路Akt信号转导通路的激活途径信号转导通路的激活途径生长因子生长因子二磷酸肌醇二磷酸肌醇磷酸肌醇磷酸肌醇 -3激酶激酶 (PI3K)活化活化三磷酸肌醇三磷酸肌醇磷酸肌醇依赖的蛋白激酶磷酸肌醇依赖的蛋白激酶（ PDK）活化的活化的 PDKAkt激活激活Akt 信号转导通路信号转导通路三：三： Akt的激活的激活Akt/PKB为为 57kd的丝氨酸的丝氨酸 /苏氨酸蛋白酶苏氨酸蛋白酶具有具有 PH结合域结合域能够和能够和 PIP3紧密结合固定于细胞膜内侧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的底物结合部位磷酸化位点Akt 信号转导通路信号转导通路Thr308 由由 PDK-1磷酸化激活磷酸化激活Akt 的激活示意图的激活示意图Akt 信号转导通路信号转导通路Ser473 的磷酸化激活的可能方式：的磷酸化激活的可能方式：* 由一种单一的由一种单一的 PDK-2激活激活* PDK-1与与 PRK-2(PKC-related kinase-2)结合以后具备结合以后具备 Ser473的磷酸化功能的磷酸化功能 Akt 信号转导通路信号转导通路Akt 信号转导通路信号转导通路受生长因子等激活的细胞受生长因子等激活的细胞 ：Akt由细胞浆转移至细胞膜内侧由细胞浆转移至细胞膜内侧PH域与域与 Pls结合，磷酸化位点暴露结合，磷酸化位点暴露被被 PDK-1激活激活激活后的激活后的 Akt离开细胞膜进入细胞核发挥作用离开细胞膜进入细胞核发挥作用Akt的动态变化的动态变化静止的细胞静止的细胞 ： Akt位于细胞浆内位于细胞浆内Akt 信号转导通路信号转导通路 第三节第三节 Akt的的 下游调控单元下游调控单元Akt的的 下游作用单元都具有同一的最下游作用单元都具有同一的最小短肽结合部位小短肽结合部位 RXRXXS/TR: Arginine; X: 任意一种氨基酸；任意一种氨基酸； S: Serine;T: Threonine; ： 疏水性氨基酸疏水性氨基酸Akt 信号转导通路信号转导通路Akt 激活与多种肿瘤发生密切相关：激活与多种肿瘤发生密切相