mTOR信号通路图
经典信号通路之PI3K-AKT-mTOR信号通 路
经典信号通路之PI3K-AKT-mTOR信号通路PI3K是一种胞内磷脂酰肌醇激酶,与v.src和v.ras等癌基因的产物相关,且PI3K本身具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶的活性,也具有磷脂酰肌醇激酶的活性。
由调节亚基p85和催化亚基p110构成。
磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)蛋白家族参与细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节。
PI3K活性的增加常与多种癌症相关。
PI3K磷 酸化磷脂酰肌醇PI(一种膜磷脂)肌醇环的第3位碳原子。
PI在细胞膜组分中所占比例较小,比磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸含量少。
但在脑细胞膜中,含量较为丰富,达磷脂总量的10%。
PI的肌醇环上有5个可被磷酸化的位点,多种激酶可磷酸化PI肌醇环上的4th和5th位点,因而通常在这两位点之一或两位点发生磷酸化修饰,尤其发生在质膜内侧。
通常,PI-4,5-二磷酸(PIP2)在磷脂酶C的作用下,产生二酰甘油(DAG)和肌醇-1,4,5-三磷酸。
PI3K转移一个磷酸基团至位点3,形成的产物对细胞的功能具有重要的影响。
譬如,单磷酸化的PI-3-磷酸,能刺激细胞迁移(cell trafficking),而未磷酸化的则不能。
PI-3,4-二磷酸则可促进细胞的增殖(生长)和增强对凋亡的抗性,而其前体分子PI-4-磷酸则不 然。
PIP2转换为PI-3,4,5-三磷酸,可调节细胞的黏附、生长和存活。
PI3K的活化PI3K可分为3类,其结构与功能各异。
其中研究最广泛的为I类PI3K, 此类PI3K为异源二聚体,由一个调节亚基和一个催化亚基组成。
调节亚基含有SH2和SH3结构域,与含有相应结合位点的靶蛋白相作用。
该亚基通常称为p85, 参考于第一个被发现的亚型(isotype),然而目前已知的6种调节亚基,大小50至110kDa不等。
催化亚基有4种,即p110α,β,δ,γ,而δ仅限于白细胞,其余则广泛分布于各种细胞中。
mTOR信号通路与细胞生长调控
334生物物理学报2007年的功能被发现。
mTOR信号通路与细胞的生长、分裂、存活、迁移、自我更新和细胞周期进程等生理过程密切相关。
它不仅调节细胞的生长,而且对小鼠的早期胚胎发育甚至出生后的生长都有影响。
虽然mTOR通路与哺乳动物寿命的关系还没有被揭示,但近年的研究成果已显示出TOR通路在后生动物的发育和成体代谢中起着重要的作用,TOR调节着与营养相关的生理过程。
1.2由mTOR信号通路介导的信号刺激因子在哺乳动物中mTOR与其它不同的蛋白结合,形成了两种复合体mToRCl(nlTORComplex1)和mTORC2(mTORComplex2)。
mTORCl对mp加1),cin敏感,而mTORC2不敏感【4】。
过去十几年的研究主要集中于mTORCl。
基于对mTORCl的研究,目前认为mTOR信号通路的上游刺激因子主要有四类,即生长因子与胰岛素、营养因子、能量以及压力。
生长因子和胰岛素的刺激作用通过P13K(phosphoinositide.3一kinaSe)/mTOR通路调节细胞生长。
营养因子特别是氨基酸进入细胞后直接作用于mTOR通路中的效应分子,或通过间接途径对mTOR通路起作用,能量(低能)和压力(缺氧)是细胞内的刺激因子,可通过多种方式作用于mTOR通路,进而调节细胞生长。
近年对FAK@ocalAdhesionKin邪e)的研究表明,细胞黏附斑@ocalAdllesion)的形成可以通过ⅣⅨ作用于mTOR通路进而调节细胞生长旧,所以目前可以确定mTOR信号通路至少介导了五类刺激信号的转导过程。
随着近年对mTORC2的研究逐步深入,发现它参与了细胞骨架的形成,可能还有其它的刺激信号可以通过mTOR通路转导进而引起细胞的生理反应。
2mTOR信号通路的分子组成2.1mTOR蛋白及其复合体mToRCl和mToRC2的特征在哺乳动物中只有一个mTOR基因,在人、大鼠和小鼠都编码了2549个氨基酸,蛋白分子量289kD。
经典信号通路之PI3K-AKT-mTOR信号通路
经典信号通路之PI3K-AKT-mTOR信号通路PI3K是一种胞内磷脂酰肌醇激酶,与v.src和v.ras等癌基因的产物相关,且PI3K 本身具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶的活性,也具有磷脂酰肌醇激酶的活性。
由调节亚基p85和催化亚基p110构成。
磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)蛋白家族参与细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种细胞功能的调节。
PI3K活性的增加常与多种癌症相关。
PI3K磷酸化磷脂酰肌醇PI(一种膜磷脂)肌醇环的第3位碳原子。
PI在细胞膜组分中所占比例较小,比磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸含量少。
但在脑细胞膜中,含量较为丰富,达磷脂总量的10%。
PI的肌醇环上有5个可被磷酸化的位点,多种激酶可磷酸化PI肌醇环上的4th和5th位点,因而通常在这两位点之一或两位点发生磷酸化修饰,尤其发生在质膜内侧。
通常,PI-4,5-二磷酸(PIP2)在磷脂酶C的作用下,产生二酰甘油(DAG)和肌醇-1,4,5-三磷酸。
PI3K转移一个磷酸基团至位点3,形成的产物对细胞的功能具有重要的影响。
譬如,单磷酸化的PI-3-磷酸,能刺激细胞迁移(cell trafficking),而未磷酸化的则不能。
PI-3,4-二磷酸则可促进细胞的增殖(生长)和增强对凋亡的抗性,而其前体分子PI-4-磷酸则不然。
PIP2转换为PI-3,4,5-三磷酸,可调节细胞的黏附、生长和存活。
PI3K的活化PI3K可分为3类,其结构与功能各异。
其中研究最广泛的为I类PI3K, 此类PI3K 为异源二聚体,由一个调节亚基和一个催化亚基组成。
调节亚基含有SH2和SH3结构域,与含有相应结合位点的靶蛋白相作用。
该亚基通常称为p85, 参考于第一个被发现的亚型(isotype),然而目前已知的6种调节亚基,大小50至110kDa不等。
催化亚基有4种,即p110α, β,δ,γ,而δ仅限于白细胞,其余则广泛分布于各种细胞中。
信号通路合辑
信号通路合辑纵观现如今的科研发展趋势,⽆论哪⽅⾯的研究都脱离不了分⼦机制,其实归根结底就是搞明⽩信号通路中上下游的基因是如何调控的,受到了哪些因素的影响。
华美⽣物特别整理了各研究领域信号通路⽰意图,以便于我们获取最直接的科研思路。
AMPK signaling pathway腺苷酸激活蛋⽩激酶 (AMPK) 在细胞能量稳态调节中起到关键作⽤。
在低⾎糖、低氧、缺⾎和热休克等情况下,可激活AMPK。
AMPK可作为异源三聚体复合体出现,内含⼀个催化性α亚单位和调节性β和γ亚单位。
AMP结合到γ亚单位后,可变构激活复合体,使其苏氨酸172位点更易磷酸化的底物,在α亚单位的激活环中更易被主要的上游AMPK激酶LKB1 磷酸化。
AMPK还能被CAMKK2在苏氨酸172位点直接磷酸化,这是由代谢激素(如脂联素和瘦素)刺激后胞内钙离⼦⽔平变化引起的反应。
作为细胞能量感受器,AMPK 可对ATP低⽔平做出反应,被激活后,可对补充细胞 ATP 供应的信号转导通路做出正向调控,这些通路包括脂肪酸氧化和⾃噬。
Apoptosis细胞凋亡,为⼀种细胞程序性死亡。
相对于细胞坏死(necrosis),细胞凋亡是细胞主动实施的。
细胞凋亡⼀般由⽣理或病理性因素引起。
⽽细胞坏死则主要为缺氧造成,两者可以很容易通过观察区分开来。
Caspase家族属于半胱氨酸蛋⽩酶。
起始组Caspase包括caspase-2,-8,-9,-10,-11和-12,与促凋亡信号紧密相连,⼀旦激活,这些酶会切割并激活下游的效应组Caspase,包括Caspase-3,-6,-7。
效应 Caspase通过对细胞内蛋⽩特定的天冬氨酸残基位置处进⾏切割实现细胞的凋亡。
FasL和 TNF对Fas和 TNFR的结合能够激活caspase-8和-10。
DNA损伤诱导PIDD的表达,PIDD与RAIDD 和caspase-2结合并激活caspase-2。
受损线粒体中释放的细胞⾊素C与caspase-9的活化相关。
信号通路3—PI3K-AKT-mTOR
信号通路3 —PI3K/AKT/mTORAPExBIO一、PI3K/Akt/mTORPI3K/AKT/mTOR是调节细胞周期的重要细胞内信号通路。
PI3K/AKT/mTOR信号通路与细胞的休眠、增殖、癌变和寿命直接相关。
PI3K激活后磷酸化并激活AKT,将其定位在质膜中。
信号通过AKT传递到下游不同的靶点,如激活CREB,抑制p27,将FOXO定位于细胞质中,激活PtdIns-3ps,及激活mTOR(影响p70或4EBP1的转录)。
该通路的激活因子包括EGF、shh、IGF-1、胰岛素和CaM。
该信号通路的拮抗因子,包括PTEN、GSK3B、和HB9。
在多种癌症中,PI3K/AKT/mTOR通路是过度活化的,因此减少凋亡并促进增殖。
然而,该通路在成人干细胞尤其是神经干细胞的分化过程中促进细胞生长和增殖。
1. PI3KPhosphatidylinositide 3-kinases,是一种胞内磷脂酰肌醇激酶。
由调节亚基p85和催化亚基p110构成。
与v.sre和v.ras等癌基因的产物相关。
PI3K本身具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶的活性,也具有磷脂酰肌醇激酶的活性。
2. Akt又称PKB(protein kinase B)。
是一种丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶,在多种细胞生长过程中发挥关键作用,如葡萄糖代谢、凋亡、细胞增殖、转录和细胞迁移。
Akt的Ser473可以被PDK1磷酸化。
PKB与PKA和PKC均有很高的同源性,该激酶被证明是反转录病毒安基因v-akt 的编码产物,故又称Akt。
3. mTORMammalian target of rapamycin。
mTOR与其它蛋白质结合,形成两种不同蛋白质复合物,mTOR复合物1(mTORC1,)和mTOR复合物2(mTORC2),它们调节不同的细胞过程。
mTORC1由mTOR、mTOR调节相关蛋白Raptor、MLST8和非核心组分PRAS40、DEPTOR 组成。
mTOR信号通路在细胞自噬和凋亡调节中的作用
综 述162 *基金项目: 国家自然科学基金青年基金(81704054)“基于JAK/STAT及PI3K/Akt/mTOR信号通路研究贞术消积汤对肝癌细胞的干预作用及其机制”;国家自然科学基金面上项目(81873312)“基于皮肤微生物群与Th17/Treg失衡相关性探讨发汗祛风托毒方治疗白癜风机制及病因学研究”;中国博士后科学基金资助项目(2014M551288)“鳖甲煎丸对肝癌细胞的抑制作用及其机制研究”;黑龙江省博士后资助项目(LBH-Z13205)“鳖甲煎丸诱导肝癌细胞凋亡及对JAK-STAT信号通路的影响”;黑龙江省自然科学基金面上项目(H201462)“温阳发汗法对白癜风T细胞免疫异常的作用机制研究”;黑龙江中医药大学研究生创新科研项目(2020yjscx013)“基于STAT3信号通路研究IL-12诱导肝癌细胞自噬的分子机制”①黑龙江中医药大学基础医学院 黑龙江 哈尔滨 150040②黑龙江中医药大学中医药研究院 黑龙江 哈尔滨 150040③黑龙江中医药大学附属第一医院皮肤科 黑龙江 哈尔滨 150040作者简介:孙阳,女,(1979- ),博士,副教授,研究方向:中医药抗肿瘤分子机制的基础研究。
[文章编号] 1672-8270(2021)01-0162-05 [中图分类号] R394 [文献标识码] A孙 阳① 孙 悦① 顾媛媛② 陶雪莲① 王远红③*mTOR信号通路在细胞自噬和凋亡调节中的作用*中国医学装备2021年1月第18卷第1期 China Medical Equipment 2021 January V ol.18 No.1Role of mTOR signaling pathway in the regulation of autophagy and apoptosis/SUN Yang, SUN Yue, GU Yuan-yuan, et al//China Medical Equipment,2021,18(1):162-166.[Abstract] Autophagy and apoptosis widely exist in cells, which are the degradation and recycling process of biomolecules in cell and play an important role in cell growth and metabolism. Their interaction jointly promote and influence the programmed death of cells, and maintain the self-stability of body and stress response under external environmental stimulation. The mTOR signaling pathway is one of classical signaling pathway of regulating autophagy-apoptosis that plays an important role in cell metabolism. This paper combined with mTOR signaling pathway and related research progress. It mainly discussed the role and relevant research progress of autophagy and apoptosis in cell metabolism and organism growth-development, and reviewed the autophagy and apoptosis in cell growth, development, aging and tumor formation. This will provide a positive reference in the diagnosis and treatment of tumor and other diseases. [Key words] mTOR signaling pathway; Autophagy; Apoptosis[First-author’s address] College of Basic Medicine Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040,China.[摘要] 自噬及凋亡广泛存在于细胞中,是细胞内生物大分子的降解再循环过程,在细胞生长代谢中发挥着重要作用。
m-TOR通路
mTOR与生长、衰老、癌变、糖尿病
• mammalian target of rapamycin(mTOR)
• mTOR通路就是调节生长和应对饥饿的中心通路, 它的激活促进细胞生长,然而当这种生成不受控制 时,癌症衰老和新陈代谢等疾病随之出现。mTOR 信号过量表达促进癌细胞生长,过量饮食刺激 mTOR过量表达可能是糖尿病的关键病因之一。最 近研究发现mTOR通路控制衰老速度,抑制mTOR 通路是一个有前景的延长寿命的方法。
mTOR与生长因子
• Rheb 是一个对mTORC1有关键的生长因子。 • Rheb的丢失会解除生长因子和营养盐的促进作用。Rheb的过量
表达可以作为单独的促进因素激活mTORC1、生长因子可通过 PI3K-Akt轴调控mTORC1,Wnt通路对mTORC1也有影响。
mTOR与能量、应激
• 由于细胞需要稳定的能量供应,然而哺乳动物摄取能量是间断的,所 以需要能量的储存和释放,这种调节主要是胰岛素,mTOR接收胰岛 素等信号从而影响新陈代谢。
• 值得注意的是在下丘脑局部应用亮氨酸可以通过mTORC1诱导产 生饱腹感,相反用雷帕霉素抑制则增加饮食。这些作用在人体新 陈代谢有深远的影响。
mTOR与肿瘤
• mTOR肿瘤产生作用的直接证据是mTOR抑制剂相关基因的突变 可促进肿瘤形成。
• 越来越多的证据证明自噬在肿瘤中发挥非常重要的作用。研究表 明通过激活mTORC1可抑制自噬从而间接促进肿瘤形成。
感想
• 做学术虽然要有应用于现实的理想并且要写在讨论部分里,但是 当具体到某一个研究和实验时,不应太在意它的应用价值,比如 这篇综述许多科学家研究了数年却依然没有应用于临床,像我这 样的初学者更不能对自己的研究有不切实际的想法。
小分子抑制剂、激动剂、拮抗剂--PI3KAktmTOR信号通路
PI3K/AKT/mTORPI3K/AKT/mTOR是调节细胞周期的重要细胞内信号通路。
PI3K/AKT/mTOR信号通路与细胞的生长、存活、增殖、凋亡、血管生成、自吞噬过程中发挥着重要的生物学功能。
该通路是由磷脂酰肌醇3- 激酶(PI3Ks)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Akt)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)组成。
PI3K/Akt/mTOR通路过程PI3K激活后产生PIP3, PIP3促使PDK1(phosphoinositide dependent kinase-1)磷酸化含有PH结构域的信号AKT蛋白(Ser308),从而活化AKT。
AKT有很多下游效应,可通过磷酸化多种酶、激酶和转录因子等下游因子,进而调节细胞的功能。
mTOR,是PI3K/Akt 下游的一种重要的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶,调节肿瘤细胞的自噬的经典通路。
PI3K/Akt/mTOR信号通路图按靶点分类:*PI3KPI3K,是一种胞内磷脂酰肌醇激酶,也具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶的活性。
能够通过PI3K诱发PIP3生成的激活因子,则能够激活Akt 信号途径,包括受体酪氨酸激酶、整合素、B 细胞和T 细胞受体、细胞因子受体、G 蛋白偶联受体等等。
*Akt又称PKB或Rac,是一种丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶B,在细胞存活和凋亡中起重要作用,如葡萄糖代谢、凋亡、细胞增殖、转录和细胞迁移。
Akt的Thr308可以被PDK1磷酸化,而被部分激活。
或者473位点上的丝氨酸被mTORC2磷酸化,激发Akt的完全酶活性。
*mTORmTOR是细胞生长和增殖的重要调节因子。
mTOR与其它蛋白质结合,形成两种不同蛋白质复合物,mTORC1和mTORC2,参与调节不同的细胞过程。
*GSK-3。
I型干扰素诱导的信号通路
I 型干扰素诱导的信号通路一、背景人体在受到病原物感染后, 会激活自身的免疫调节系统 一先天免疫和后天免疫,来抑制 病毒的入侵和复制。
免疫系统会释放一系列细胞因子抵御病原物入侵,其中对抵御病毒最有 效的就是干扰素(interferon , IFN)。
干扰素是一种细胞因子蛋白, 能够激活人体免疫细胞 (如巨噬细胞和天然杀伤细胞),有效的干扰病毒复制,增强宿主的防御力。
受感染的细胞 会释放干扰素,保护宿主细胞免受病毒、寄生虫、细菌等多种病原体的侵袭。
在临床治疗中, 重组人干扰素广泛用于治疗乙肝、丙肝、 单纯疱疹、多发性硬化和多种病毒引起的癌症。
目 前,人类发现的干扰素种类已超过了20种,它们可以分成三大类:I 型干扰素,II 型干扰素和III 型干扰素。
干扰素 a 和干扰素B 是两种典型的I 型干扰素,人类和大多数动物体 内都发现了它们的存在,并且主要产生于病毒感染后的先天免疫反应中。
本文主要讨论I 型干扰素在人体内触发的信号通路。
I 型干扰素在免疫细胞中的产生是由于宿主细胞内的模式识别受体(pattern recognitionreceptor , PRR 对病原体特殊成分的识别引起的。
目前的研究发现,主要有四种途径会诱导I 型干扰素的产生:DNA 病毒激活第二信使 cGAMP( cyclic GMP-AMP )诱导 途径;RNA 病毒激活 RLRs( RIG-I-like receptors )诱导途径;TLR3 和 TLR4 ( Toll-like receptors )激活适配蛋白TRIF 诱导途径;TLR7/TLR8和TLR9激活转录因子IRF7诱导途径。
I 型干扰素产生后,通过与干扰素受体结合引发进一步的抗病毒反应。
二、I 型干扰素受体I 型干扰素a 和B 的分子有序列同源性,功能类似,并共用相同的细胞表面受体。
I 型IRF9 EIF4Ei 卄;: <iA5 run&cnpCixiT^pel IFNs®' IRSW2mTORLfeJ 4EBP1MAPKKk MAPKK3 M^PKKSrj 呂CRtB Histone-H3干扰素受体(Interferon- a p receptor , IFNAR基因定位于 21号染色体上,分布于细胞表面,由IFNAR1和IFNAR2组成。
mtor信号通路相关基因_概述及解释说明
mtor信号通路相关基因概述及解释说明引言1.1 概述当前,细胞信号通路的研究备受关注,其中mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)信号通路作为一个重要的调控机制,在细胞生长、代谢和增殖等方面发挥着重要的作用。
mTOR信号通路参与许多细胞功能的调节,并且与多种人类疾病的发生和发展密切相关。
1.2 文章结构本文旨在对mTOR信号通路相关基因进行概述,并详细解释说明这些基因在mTOR信号通路中扮演的角色。
文章将分为五个主要部分:引言、mTOR信号通路相关基因概述、解释说明相关基因对mTOR信号通路的调控作用、其他可能影响mTOR信号通路调控的因素讨论以及结论。
1.3 目的通过对mTOR信号通路相关基因的概述及解释说明,旨在深入了解这些基因在细胞活动中所扮演的角色,为进一步研究和治疗与mTOR信号通路有关的人类疾病提供理论依据和科学指导。
通过阐明这些基因在不同条件下对mTOR信号通路的调控作用,希望揭示细胞环境、营养状态和疾病状态等因素对mTOR信号通路的影响,为未来的研究提供新的思路和方向。
2. mTOR信号通路相关基因概述2.1 mTOR信号通路的背景介绍mTOR(机械靶向雷帕霉素+六环素实相接位蛋白)是一种关键的信号通路,参与调控细胞生长、增殖、代谢和应激等重要生物过程。
mTOR信号通路通过蛋白质复合体的形成和活化来传递外界刺激,包括药物、营养物质和细胞环境等,并将这些刺激转化为细胞内的生理或病理反应。
2.2 mTOR信号通路的组成和功能mTOR信号通路主要由两个复合体组成:mTORC1和mTORC2。
mTORC1复合体主要参与调控细胞生长、代谢和自噬等过程;而mTORC2复合体则在细胞内特定区域发挥其作用。
这两个复合体共同参与调控mTOR信号通路,实现对外界因子的感知并进行下游效应的调节。
2.3 mTOR信号通路与人类疾病的关系许多研究表明,mTOR信号通路异常活化或抑制会导致多种人类疾病的发生和发展。
(医学课件)胰岛素信号通路
2023胰岛素信号通路•胰岛素信号通路的概述•胰岛素信号通路的分子机制•胰岛素信号通路与生理功能调节•胰岛素信号通路与病理状态下的关系目•胰岛素信号通路的调节策略及干预手段录01胰岛素信号通路的概述1921年加拿大医生Banting和Best通过实验发现胰岛素,并因此获得1923年诺贝尔生理学或医学奖。
胰岛素的发现对理解糖尿病的生理机制和治疗具有里程碑意义。
胰岛素的发现和意义胰岛素主要由胰岛β细胞分泌,受多种因素调节,如血糖浓度、氨基酸、脂肪酸等。
胰岛素的主要功能是调节血糖、脂肪和蛋白质代谢,维持机体代谢平衡。
胰岛素的分泌和功能胰岛素信号通路主要由胰岛素受体、胰岛素受体底物蛋白和下游信号分子组成。
胰岛素与细胞表面受体结合后,激活受体底物蛋白,进而引发一系列磷酸化反应和信号转导,最终实现对基因表达和细胞功能的调节。
胰岛素信号通路的组成和作用02胰岛素信号通路的分子机制胰岛素受体是由两个α亚单位和两个β亚单位组成的四聚体,具有配体结合和信号转导的双重功能。
胰岛素受体结构胰岛素受体在细胞膜上识别并结合胰岛素,触发胰岛素信号转导,调节细胞代谢、生长和增殖等。
胰岛素受体功能胰岛素受体的结构和功能胰岛素受体底物结构胰岛素受体底物是位于细胞质膜内侧的一类蛋白,分为IRS-1、IRS-2、IRS-3、IRS-4等。
胰岛素受体底物功能胰岛素受体底物与胰岛素受体结合后,通过一系列磷酸化反应激活下游信号分子,传递胰岛素信号。
胰岛素受体底物的结构和功能PI3K-Akt-mTOR信号通路的分子机制PI3K的激活胰岛素受体底物与PI3K结合,使其磷酸化并激活,催化磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸的产生。
要点一要点二Akt的磷酸化PI3K激活后,催化Akt的磷酸化,使其活化并进一步催化mTOR的磷酸化。
mTOR的活化mTOR是细胞内重要的营养感应激酶,可调节蛋白质合成、细胞生长和细胞周期等。
mTOR的活化可促进细胞合成代谢,抑制细胞分解代谢。
P4HA2通过激活PI3KAKTmTOR信号通路促进肝癌的发生和发展
肝细胞癌(HCC )近几十年来发病率上升,虽然在临床和实验性癌症治疗方面取得了很大进展,但由于术后肿瘤复发和转移率高,HCC 患者的总体预后较差[1-3]。
肝癌的发生发展可能是一个多因素、多步骤的过程[3],但目前关于其具体的分子机制尚不清楚。
因此,更好地了解HCC 发生发展的分子机制对肝癌靶向治疗具有重要意义。
细胞外基质(ECM )由多种大分子组成,包括胶原蛋白、纤维连接蛋白、弹性蛋白、层粘连蛋白、透明质酸和蛋白多糖[4]。
ECM 作为肿瘤微环境中含量最丰富的成分,可以调控肿瘤细胞行为和肿瘤进展,胶原蛋白是ECM 的主要成分,具有促进肿瘤发展的作用,例如IP4HA2promotes occurrence and progression of liver cancer by regulating the PI3K/Akt/mTOR signaling pathwaySHANG Ling 1,JIANG Wendi 1,ZHANG Junli 1,WU Wenjuan 1,21Key Laboratory of Cancer Research and Clinical Laboratory Diagnosis,2Department of Biochemistry and Molecular Biology,School of Laboratory Medicine,Bengbu Medical College,Bengbu 233030,China摘要:目的探讨脯氨酸4-羟化酶II (P4HA2)在肝癌细胞发生发展中的作用及相关机制。
方法利用GEPIA 、Human Protein Atlas 数据库预测P4HA2在肝癌中的表达情况,利用K-M plotter 在线数据库分析P4HA2的表达情况与肝癌预后的关系,采用qRT-PCR 和Western blot 检测肝癌细胞和正常肝细胞中P4HA2的表达。
mTOR通道
研究显示mTOR基因在肝癌组织中的过度表达高于癌旁组织(p<0.05),两组差异有统计学意义,表明处于活化状态的DREAM可能在肝癌的发生、发展过程中发挥重要作用。
TOR蛋白最初在酵母的突变株中被鉴定,随后在哺乳动物细胞内发现了这种结构和功能高度保守的TOR蛋白,称之为哺乳动物mTOR,又称FK506结合蛋白(FKBPl2)、FRAP、RAFTl、RAPTl或SEP,是一种进化上高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。
现已证实,mTOR是一种分子量为289 X100的蛋白激酶,是3一磷脂酰肌醇激酶相关激酶家族(P13Ks)中FK50合蛋白的相关蛋白。
mTOR也被称为FRAP(FKBPpamycin—associated protein),属于磷酸肌醇激酶3一相关激酶(PIKKs)家族的一员,是P13K/Akt的下游底可通过改变翻译调节因子4E-BPI(真核细胞启动因子4E结合蛋白)、eIF 一4GI(真核细胞翻译起始因子4G和p70s6k的磷酸化状态启动翻译过程。
进一步研究结果显示,mTOR作为P13K/Akt(磷脂酰肌醇酶/蛋白激酶B,PKB)信号通路下游的一个效应分子,在调节细胞生长、细胞周期进程、蛋白质合成与降解、参与膜蛋白转运、蛋白激酶C信号转导等生理和病理过程中发挥作用,可以被看作是细胞生长的中心调节因子P13K的下游效应蛋白Akt,在人癌中经常处于高度激活状态。
mTOR作为Akt下游的重要效应子在肿瘤发生中扮演重要角色。
在P13K二Akt/mTOR这条{号通路中,Akt 所产生的效应受到两个肿瘤抑制基因、的负调控:PTEN,处于Akt的上游;TSCl/TSC2AKT的下游和mTOR的上游。
现已发现,许多肿瘤都伴有mTOR信号通路的调控异常。
与肿瘤发生密切相关的多种生理过程如细胞生长增殖、细胞周期调控。
细胞迁移等都受到mTOR的调控;Cyclin D、c-myc等多种癌基因的表达在翻译水平上也受到mTOR调控矗在肿瘤发生中,mTOR通路相关受体组成性激活、P13I瞪的催化亚基PllO扩增、Akt扩增、PTEN功能缺失:TSC1—TSC2突变缺失、elF4E和S6K扩增或过表达现象频频出现。
信号通路
信号通路信号通路是指当细胞里要发生某种反应时,信号从细胞外到细胞内传递了一种信息,细胞要根据这种信息来做出反应的现象。
信号通路(signal pathway)的提出最早可以追溯到1972年,不过那时被称为信号转换(signal transmission)。
1980年,M. Rodbell在一篇综述中提到信号转导(signal transduction),此后这个概念就被广泛使用了。
信号通路是指能将细胞外的分子信号经细胞膜传入细胞内发挥效应的一系列酶促反应通路。
这些细胞外的分子信号(称为配体,ligand)包括激素、生长因子、细胞因子、神经递质以及其它小分子化合物等。
定义当配体特异性地结合到细胞膜或细胞内的受体(receptor)后,在细胞内的信号又是如何传递的呢?细胞内各种不同的生化反应途径都是由一系列不同的蛋白组成的,执行着不同的生理生化功能。
各个信号通路中上游蛋白对下游蛋白活性的调节(包括激活或抑制作用)主要是通过添加或去除磷酸基团,从而改变下游蛋白的立体构象完成的。
所以,构成信号通路的主要成员是蛋白激酶和磷酸酶,它们能够快速改变和恢复下游蛋白的构象。
从细胞受体接收外界信号到最后做出综合性应答,不仅是一个信号转导过程,更重要的是将外界信号进行逐步放大的过程。
受体蛋白将细胞外信号转变为细胞内信号,经信号级联放大、分散和调节,最终产生一系列综合性的细胞应答,包括下游基因表达的调节、细胞内酶活性的变化、细胞骨架构型和DNA合成的改变等。
这些变化并非都是由一种信号引起的,也可以通过几种信号的不同组合产生不同的反应。
分类一是当信号分子是胆固醇等脂质时,它们可以轻易穿过细胞膜,在细胞质内与目的受体相结合;二是当信号分子是多肽时,它们只能与细胞膜上的蛋白质等受体结合,这些受体大都是跨膜蛋白,通过构象变化,将信号从膜外domain传到膜内的domain,然后再与下一级别受体作用,通过磷酸化等修饰化激活下一级别通路。
PI3K-Akt-mTOR信号通路
PI3K/Akt/mTOR信号通路关键词:信号通路抑制剂细胞目的:通过特异性阻断PI3K和mTOR,观察HepG2和Hep3B细胞株PI3K/Akt/mTOR信号通路活性及生物学行为的改变,探讨相关的分子机制。
方法:在培养的HepG2、Hep3B人肝癌细胞株和人正常肝细胞株QSG-7701上,以免疫印迹方法(Western blot)检测各细胞株中PI3K(p110α亚单位)、PTEN、pAkt(S473,T308)和p-mTOR(S2448)的表达情况;分别用PI3K抑制剂LY294002(50μmol/ml)和mTOR抑制剂Rapamycin(RAPA,50 nmol/ml)孵育HepG2和Hep3B细胞,以MTT比色法检测细胞的增殖能力,以流式细胞术(Flow cytometry)检测细胞周期和凋亡情况,以Western blot法检测细胞中pAkt(S473,T308)和p-mTOR(S2448)的表达改变。
结果:PTEN在HepG2和Hep3B细胞中基本无表达,在QSG-7701细胞株中高表达,pAkt和p-mTOR在HepG2和Hep3B细胞中的表达较QSG-7701细胞均显著升高;LY294002和RAPA均呈剂量-时间依赖的抑制HepG2和Hep3B细胞生长。
饱和效应浓度的LY294002和RAPA作用24小时后,HepG2和Hep3B 细胞均呈现明显的G0/G1期阻滞,处于S期的细胞比例较对照组显著减少(P<0.01);两给药组中HepG2细胞和Hep3B细胞的凋亡率与对照组比较均显著增加(P<0.01);两给药组HepG2细胞的凋亡率显著高于Hep3B细胞(P<0.01或P<0.05),并且HepG2细胞的凋亡率在RAPA给药组显著高于LY294002给药组(P<0.01),但Hep3B细胞的凋亡率在两组间无显著差异。
饱和效应浓度的LY294002作用48小时后,HepG2和Hep3B细胞中pAkt(T308,S473)和p-mTOR(S2448)的表达水平较对照组均显著降低(P<0.01),饱和效应浓度的RAPA作用48小时后,HepG2和Hep3B细胞中P-mTOR(S2448)的表达水平较对照组均显著降低(P<0.01),而pAkt(T308,S473)的表达水平较对照组均显著升高(分别P<0.01)。
细胞常见信号通路图片合集
•·NGF信号通路(2004-8-16)•·TGF beta 信号转导(2004-8-16)•·细胞凋亡信号(2004-8-16)•·线粒体输入信号(2004-8-16)•·ROS信号(2004-8-16)•·Toll-Like 受体家族(2004-8-16)•·Toll-Like 受体(2004-8-16)•·actin肌丝(2004-8-16)•·Wnt/LRP6 信号(2004-8-16)•·WNT信号转导(2004-8-16)•·West Nile 西尼罗河病毒(2004-8-16)•·Vitamin C 维生素C在大脑中的作用(2004-8-16)•·视觉信号转导(2004-8-16)•·VEGF,低氧(2004-8-16)•·TSP-1诱导细胞凋亡(2004-8-16)•·Trka信号转导(2004-8-16)•·dbpb调节mRNA (2004-8-16)•·CARM1甲基化(2004-8-16)•·CREB转录因子(2004-8-16)•·TPO信号通路(2004-8-16)•·Toll-Like 受体(2004-8-16)•·TNFR2 信号通路(2004-8-16)•·TNFR1信号通路(2004-8-16)•·TNF/Stress相关信号(2004-8-16)•·IGF-1受体(2004-8-16)•·共刺激信号(2004-8-16)•·Th1/Th2 细胞分化(2004-8-16)•·TGF beta 信号转导(2004-8-16)•·端粒、端粒酶与衰老(2004-8-16)•·TACI和BCMA调节B细胞免疫(2004-8-16)•·T辅助细胞的表面受体(2004-8-16)•·T细胞受体信号通路(2004-8-16)•·T细胞受体和CD3复合物(2004-8-16)•·Cardiolipin的合成(2004-8-16)•·Synaptic突触连接中的蛋白(2004-8-16)•·HSP在应激中的调节的作用(2004-8-16)•·Stat3 信号通路(2004-8-16)•·SREBP控制脂质合成(2004-8-16)•·酪氨酸激酶的调节(2004-8-16)•·Sonic Hedgehog (SHH)受体ptc1调节细胞周期(2004-8-16)•·Sonic Hedgehog (Shh) 信号(2004-8-16)•·SODD/TNFR1信号(2004-8-16)•·AKT/mTOR在骨骼肌肥大中的作用(2004-8-16)•·G蛋白信号转导(2004-8-16)•·肝细胞生长因子受体信号(2004-8-16)•·IL1受体信号转导(2004-8-16)•·acetyl从线粒体到胞浆过程(2004-8-16)•·趋化因子chemokine在T细胞极化中的选择性表(2004-8-16)•·SARS冠状病毒蛋白酶(2004-8-16)•·Parkin在泛素-蛋白酶体中的作用(2004-8-16)•·nicotinic acetylcholine受体在凋亡中的作用(2004-8-16)•·线粒体在细胞凋亡中的作用(2004-8-16)•·MEF2D在T细胞凋亡中的作用(2004-8-16)•·Erk5和神经元生存(2004-8-16)•·ERBB2信号转导(2004-8-16)•·GPCRs调节EGF受体(2004-8-16)•·BRCA1调节肿瘤敏感性(2004-8-16)•·Rho细胞运动的信号(2004-8-16)•·Leptin能逆转胰岛素抵抗(2004-8-16)•·转录因子DREAM调节疼敏感(2004-8-16)•·PML调节转录(2004-8-16)•·p27调节细胞周期(2004-8-16)•·MAPK信号调节(2004-8-16)•·细胞因子调节造血细胞分化(2004-8-16)•·eIF4e和p70 S6激酶调节(2004-8-16)•·eIF2调节(2004-8-16)•·谷氨酸受体调节ck1/cdk5 (2004-8-16)•·plk3在细胞周期中的作用(2004-8-1)•·BAD磷酸化调节(2004-8-1)•·Reelin信号通路(2004-8-1)•·RB肿瘤抑制和DNA破坏(2004-8-1)•·NK细胞介导的细胞毒作用(2004-8-1)•·Ras信号通路(2004-8-1)•·Rac 1细胞运动信号(2004-8-1)•·PTEN依赖的细胞生长抑制和细胞凋亡(2004-8-1)•·notch信号通路(2004-8-1)•·蛋白激酶A(PKA)在中心粒中的作用(2004-8-1)•·蛋白酶体Proteasome复合物(2004-8-1)•·Prion朊病毒的信号通路(2004-8-1)•·早老素Presenilin在notch和wnt信号中的作用(2004-8-1)•·mRNA的poly(A)形成(2004-8-1)•·淀粉样蛋白前体信号(2004-8-1)•·PKC抑制myosin磷酸化(2004-8-1)•·磷脂酶C(PLC)信号(2004-8-1)•·巨噬细胞Pertussis toxin不敏感的CCR5信号通(2004-8-1)•·Pelp1调节雌激素受体的活性(2004-8-1)•·PDGF信号通路(2004-8-1)•·p53信号通路(2004-8-1)•·p38MAPK信号通路(2004-8-1)•·Nrf2是氧化应激基本表达的关键基因(2004-8-1)•·OX40信号通路(2004-8-1)•·hTerc转录调节活性图(2004-8-1)•·hTert转录因子的调节作用(2004-8-1)•·AIF在细胞凋亡中的作用(2004-8-1)•·Omega氧化通路(2004-8-1)•·核受体在脂质代谢和毒性中的作用(2004-8-1)•·NK细胞中NO2依赖的IL-12信号通路(2004-8-1)•·TOR信号通路(2004-8-1)•·NO信号通路(2004-8-1)•·NF-kB信号转导通路(2004-8-1)•·NFAT与心肌肥厚的示意图(2004-8-1)•·神经营养素及其表面分子(2004-8-1)•·神经肽VIP和PACAP防止活化T细胞凋亡图(2004-8-1)•·神经生长因子信号图(2004-8-1)•·线虫和哺乳动物的MAPK信号比较(2004-7-17)•·细胞内信号总论(2004-7-17)•·细胞凋亡信号通路(2004-7-17)•·MAPK级联通路(2004-7-17)•·MAPK信号通路图(2004-7-17)•·BCR信号通路(2004-7-17)•·蛋白质乙酰化示意图(2004-7-17)•·wnt信号通路(2004-7-17)•·胰岛素受体信号通路(2004-7-17)•·细胞周期在G2/M期的调控机理图(2004-7-17)•·细胞周期G1/S检查点调控机理图(2004-7-17)•·Jak-STAT关系总表(2004-7-17)•·Jak/STAT 信号(2004-7-17)•·TGFbeta信号(2004-7-17)•·NFkappaB信号(2004-7-17)•·p38 MAPK信号通路(2004-7-17)•·SAPK/JNK 信号级联通路(2004-7-17)•·从G蛋白偶联受体到MAPK (2004-7-17)•·MAPK级联信号图(2004-7-17)•·eIF-4E和p70 S6激酶调控蛋白质翻译(2004-7-17)•·eif2蛋白质翻译(2004-7-17)•·蛋白质翻译示意图(2004-7-17)•·线粒体凋亡通路(2004-7-17)•·死亡受体信号通路(2004-7-17)•·凋亡抑制通路(2004-7-17)•·细胞凋亡综合示意图(2004-7-17)•·Akt/Pkb信号通路(2004-7-17)•·MAPK/ERK信号通路(2004-7-17)•·哺乳动物MAPK信号通路(2004-7-17)•·Pitx2多步调节基因转录(2004-7-17)•·IGF-1R导致BAD磷酸化的多个凋亡路径(2004-7-17)•·多重耐药因子(2004-7-17)•·mTOR信号通路(2004-7-17)•·Msp/Ron受体信号通路(2004-7-17)•·单核细胞和其表面分子(2004-7-17)•·线粒体的肉毒碱转移酶(CPT)系统(2004-7-17)•·METS影响巨噬细胞的分化(2004-7-17)•·Anandamide,内源性大麻醇的代谢(2004-7-17)•·黑色素细胞(Melanocyte)发育和信号(2004-7-17)•·DNA甲基化导致转录抑制的机理图(2004-7-17)•·蛋白质的核输入信号图(2004-7-17)•·PPARa调节过氧化物酶体的增殖(2004-7-17)•·对乙氨基酚(Acetaminophen)的活性和毒性机(2004-7-17)•·mCalpain在细胞运动中的作用(2004-7-17)•·MAPK信号图(2004-7-17)•·MAPK抑制SMRT活化(2004-7-17)•·苹果酸和天门冬酸间的转化(2004-7-17)•·低密度脂蛋白(LDL)在动脉粥样硬化中的作用(2004-7-17)•·LIS1基因在神经细胞的发育和迁移中的作用图(2004-7-17)•·Pyk2与Mapk相连的信号通路(2004-7-17)•·galactose代谢通路(2004-7-17)•·Lectin诱导补体的通路(2004-7-17)•·Lck和Fyn在TCR活化中的作用(2004-7-17)•·乳酸合成图(2004-7-17)•·Keratinocyte分化图(2004-7-17)•·离子通道在心血管内皮细胞中的作用(2004-7-17)•·离子通道和佛波脂(Phorbal Esters)信号(2004-7-17)•·内源性Prothrombin激活通路(2004-7-17)•·Ribosome内化通路(2004-7-17)•·整合素(Integrin)信号通路(2004-7-17)•·胰岛素(Insulin)信号通路(2004-7-17)•·Matrix Metalloproteinases (2004-7-17)•·组氨酸去乙酰化抑制剂抑制Huntington病(2004-7-17)•·Gleevec诱导细胞增殖(2004-7-17)•·Ras和Rho在细胞周期的G1/S转换中的作用(2004-7-17)•·DR3,4,5受体诱导细胞凋亡(2004-7-17)•·AKT调控Gsk3图(2004-7-17)•·IL-7信号转导(2004-7-17)•·IL22可溶性受体信号转导图(2004-7-17)•·IL-2活化T细胞图(2004-7-17)•·IL12和Stat4依赖的TH1细胞发育信号通路(2004-7-17)•·IL-10信号通路(2004-7-17)•·IL 6信号通路(2004-7-17)•·IL 5信号通路(2004-7-17)•·IL 4信号通路(2004-7-17)•·IL 3信号通路(2004-7-17)•·IL 2 信号通路(2004-7-17)•·IL 18信号通路(2004-7-17)•·IL 17信号通路(2004-7-17)•·IGF-1信号通路(2004-7-17)•·IFN gamma信号通路(2004-7-17)•·INF信号通路(2004-7-17)•·低氧诱导因子(HIF)在心血管中的作用(2004-7-17)•·低氧和P53在心血管系统中的作用(2004-7-17)•·人类巨细胞病毒和MAP信号通路(2004-7-17)•·孕酮如何促进卵细胞成熟?(2004-7-17)•·How does salmonella hijack a cell (2004-7-17)•·Hop通路在心脏发育中的作用(2004-7-17)•·HIV-I Nef:负性调节fas和TNF (2004-7-17)•·HIV-1防止宿主细胞耐受的机理(2004-7-17)•·HIV诱导T细胞凋亡图(2004-7-17)•·血红素的伴侣分子(2004-7-17)•·g-Secretase介导ErbB4信号通路(2004-7-17)•·生物激素信号(2004-7-17)•·Granzyme A介导的凋亡信号通路(2004-7-17)•·G蛋白偶联信号需要Tubby支持(2004-7-17)•·糖酵解通路(2004-7-17)•·Ghrelin:食物吸收和能量平衡的调控者(2004-7-17)•·PS1能产生beta淀粉样蛋白导致老年性痴呆(2004-7-17)•·GATA3部分参与TH2细胞因子基因的表达(2004-7-17)•·GABA受体的代谢图(2004-7-17)•·FXR和LXR调节胆固醇代谢(2004-7-17)•·SLRP在骨骼中的作用(2004-7-17)•·自由基诱导细胞凋亡信号(2004-7-17)•·FOSB与药物成瘾(2004-7-17)•·fMLP诱导趋化因子基因表达(2004-7-17)•·Fibrinolysis通路(2004-7-17)•·糖酵解通路(2004-7-17)•·Fc Epsilon Receptor I信号(2004-7-17)•·FAS信号通路(2004-7-17)•·外源性Prothrombin激活通路(2004-7-17)•·真核细胞蛋白质翻译示意图(2004-7-17)•·雌激素反应蛋白EFP控制乳腺癌细胞的细胞周期(2004-7-17)•·EPO介导神经保护作用与NF-kB相关(2004-7-17)•·Erythrocyte分化通路(2004-7-17)•·Erk1/Erk2 Mapk 信号通路(2004-7-17)•·Erk和PI-3K在细胞外间质中的作用(2004-7-17)•·内质网相关的蛋白质降解通路示意图(2004-7-17)•·EPO售转导机制图(2004-7-17)•·血小板凝聚示意图(2004-7-17)•·NDK动力学(2004-7-17)•·线粒体的电子传递链示意图(2004-7-17)•·Eicosanoid代谢(2004-7-17)•·EGF信号通路(2004-7-17)•·calcineurin对Keratinocyte分化的影响(2004-7-17)•·E2F1信号通路(2004-7-17)•·MTA-3在雌激素不敏感性乳腺癌中下调(2004-7-17)•·双链RNA诱导基因表达示意图(2004-7-17)•·Dicer信号通路(RNAi机理)(2004-7-17)•·CDK5在老年性痴呆中的调节作用(2004-7-17)•·树突状细胞调节TH1和TH2发育示意图(2004-7-17)•·RAR和RXR被蛋白酶体降解通路(2004-7-17)•·D4-GDI信号通路示意图(2004-7-17)•·细胞因子和炎症反应示意图(2004-7-9)•·细胞因子网络调控图(2004-7-9)•·CFTR和beta 2肾上腺素受体通路(2004-7-9)•·Cyclin和细胞周期调控图(2004-7-9)•·Ran核质循环转运图(2004-7-9)•·Cyclin E降解通路图(2004-7-9)•·CXCR4信号通路图(2004-7-9)•·CTL介导的免疫反应图(2004-7-9)•·CTCF:第一个多价核因子(2004-7-9)•·皮质激素和心脏保护(2004-7-9)•·骨骼肌的成肌信号图(2004-7-9)•·VitD调控基因表达信号图(2004-7-9)•·补体信号通路(2004-7-9)•·线粒体和过氧化物酶体中β氧化的比较图(2004-7-9)•·经典的补体信号通路图(2004-7-9)•·心律失常的分子机制图(2004-7-9)•·hSWI/SNF ATP依赖的染色体重塑(2004-7-9)•·碳水化合物和cAMP调节ChREBP图(2004-7-9)•·分子伴侣调节干扰素信号图(2004-7-9)•·Ceramide信号图(2004-7-9)•·局部急性感染的细胞与分子信号(2004-7-9)•·细胞与细胞粘附信号(2004-7-9)•·细胞周期G2/M调控点信号调节(2004-7-9)•·细胞周期 G1/S调控点信号图(2004-7-9)•·CDK调节DNA复制(2004-7-9)•·cdc25和chk1在DNA破坏中的作用图(2004-7-9)•·CD40L信号通路图(2004-7-9)•·CCR3信号图(2004-7-9)•·CBL下调EGF受体的信号转导图(2004-7-9)•·一些氨基酸的代谢通路图 3 (2004-7-9)•·一些氨基酸的代谢通路图 2 (2004-7-9)•·一些氨基酸的代谢通路图(2004-7-9)•·Catabolic pathway for asparagine and asp (2004-7-9)•·Caspase 信号级联通路在细胞凋亡中的作用(2004-7-9)•·CARM1和雌激素的信号转导调控(2004-7-9)•·抗氧自由基的心脏保护作用信号转导图(2004-7-9)•·乙肝病毒中的钙信号调控(2004-7-9)•·镉诱导巨噬细胞的DNA合成和增殖(2004-7-9)•·Ca2+/CaM依赖的激活(2004-7-9)•·B细胞活化机理图(2004-6-9)•·BTG家族蛋白和细胞周期的调节(2004-6-9)•·BRCA1作用机理(2004-6-9)•·骨重塑示意图(2004-6-9)•·Botulinum Toxin阻断神经递质释放示意图(2004-6-9)•·缬氨酸的生物合成图(2004-6-9)•·Tryptophan在植物和细菌内的生物合成(2004-6-9)•·苏氨酸和蛋氨酸的体内合成示意图(2004-6-9)•·sphingolipids生物合成(2004-6-9)•·spermidine和spermine生物合成(2004-6-9)•·细菌体内合成脯氨酸的示意图(2004-6-9)•·苯丙氨酸和酪氨酸的生物合成(2004-6-9)•·神经递质的合成示意图(2004-6-9)•·赖氨酸生物合成图(2004-6-9)•·亮氨酸的体内生物合成图(2004-6-9)•·异亮氨酸的生物合成图(2004-6-9)•·甘氨酸和色氨酸的生物合成(2004-6-9)•·Cysteine在哺乳动物中的合成图(2004-6-9)•·Cysteine在细菌和植物内生物合成图(2004-6-9)•·Chorismate在细菌和植物内的生物合成(2004-6-9)•·Arginine在细菌内的生物合成(2004-6-9)•·生物活性肽诱导的通路(2004-6-9)•·脂肪酸的β氧化通路(2004-6-9)•·BCR信号通路示意图(2004-6-9)•·SUMOylation基本机理(2004-6-9)•·PPAR影响基因表达的基本信号机制图(2004-6-9)•·B淋巴细胞表面分子示意图(2004-6-9)•·B细胞生存信号通路(2004-6-5)•·B细胞信号通路的复杂性(2004-6-5)•·GPCR信号的衰减的机理(2004-6-4)•·ATM信号通路(2004-6-4)•·阿斯匹林的抗凝机理(2004-6-4)•·细胞凋亡信号调节DNA片段化(2004-6-4)•·细胞凋亡DNA片段化与组织稳态的机理(2004-6-4)•·反义核酸的作用机理---RNA polymerase III (2004-6-4)•·抗原递呈与处理信号图(2004-6-4)•·Antigen依赖的B细胞激活(2004-6-4)•·Anthrax Toxin Mechanism of Action (2004-6-4)•·血管紧张素转换酶2调节心脏功能(2004-6-4)•·Angiotensin II 介导JNK信号通路的激活(2004-6-4)•·Alternative Complement Pathway (2004-6-4)•·Alpha-synuclein和Parkin在怕金森病中的作用(2004-6-4)•·ALK在心肌细胞中的功能图(2004-6-4)•·AKT信号通路(2004-6-4)•·AKAP95在有丝分裂中的作用图(2004-6-4)•·Ahr信号转导图(2004-6-4)•·Agrin突触后的功能图(2004-6-4)•·ADP-Ribosylation 因子(2004-6-4)•·淋巴细胞粘附分子信号图(2004-6-4)•·Adhesion and Diapedesis of Lymphocytes (2004-6-4)•·Adhesion and Diapedesis of Granulocytes (2004-6-4)•·急性心肌梗死信号转导图(2004-6-4)•·src蛋白质激活图(2004-6-4)•·PKC与G蛋白耦联受体的关系(2004-6-4)•·cAMP依赖的CSK抑制T细胞功能示意图(2004-6-4)•·PKA功能示意图(2004-6-4)•·一氧化氮(NO)在心脏中的功能示意图(2004-6-4)•·RelA 在细胞核内乙酰化和去乙酰化(2004-6-4)actin肌丝Mammalian cell motility requires actin polymerization in the direction of movement to change membrane shape and extend cytoplasm into lamellipodia. The polymerization of actin to drive cell movement also involves branching of actin filaments into a network oriented with the growing ends of the fibers near the cell membrane. Manipulation of this process helps bacteria like Salmonella gain entry into cells they infect. Two of the proteins involved in the formation of Y branches and in cell motility are Arp2 and Arp3, both members of a large multiprotein complex containing several other polypeptides as well. The Arp2/3 complex is localized at the Y branch junction and induces actin polymerization. Activity of this complex is regulated by multiple different cell surface receptor signaling systems, activating WASP, and Arp2/3 in turn to cause changes in cell shape and cell motility. Wasp and its cousin Wave-1 interact with the Arp2/3 complex through the p21 component of the complex. The crystal structure of the Arp2/3 complex has revealed further insights into the nature of how the complex works.Activation by Wave-1, another member of the WASP family, also induces actin alterations in response to Rac1 signals upstream. Wave-1 is held in an inactive complex in the cytosol that is activated to allow Wave-1 to associate with Arp2/3. While WASP is activated by interaction with Cdc42, Wave-1, is activated by interaction with Rac1 and Nck. Wave-1 activation by Rac1 and Nck releases Wave-1 with Hspc300 to activate actin Y branching and polymerization by Arp2/3. Different members of this gene family may produce different actin cytoskeletal architectures. The immunological defects associated with mutation of the WASP gene, theWiskott-Aldrich syndrome for which WASP was named, indicates the importance of this system for normal cellular function.Cory GO, Ridley AJ. Cell motility: braking WAVEs. Nature. 2002 Aug 15;418(6899):732-3. No abstract available.Eden, S., et al. (2002) Mechanism of regulation of WAVE1-induced actin nucleation by Rac1 and Nck. Nature 418(6899), 790-3Falet H, Hoffmeister KM, Neujahr R, Hartwig JH. Normal Arp2/3 complex activation in platelets lacking WASp. Blood. 2002 Sep 15;100(6):2113-22.Kreishman-Deitrick M, Rosen MK, Kreishman-Deltrick M. Ignition of a cellular machine. Nat Cell Biol. 2002 Feb;4(2):E31-3. No abstract available.Machesky, L.M., Insall, R.H. (1998) Scar1 and the related Wiskott-Aldrich syndrome protein, WASP, regulate the actin cytoskeleton through the Arp2/3 complex. Curr Biol 8(25), 1347-56Robinson, R.C. et al. (2001) Crystal structure of Arp2/3 complex. Science 294(5547), 1679-84Weeds A, Yeoh S. Structure. Action at the Y-branch. Science. 2001 Nov 23;294(5547):1660-1. No abstract available.Wnt/LRP6 信号Wnt glycoproteins play a role in diverse processes during embryonic patterning in metazoa through interaction with frizzled-type seven-transmembrane-domain receptors (Frz) to stabilize b-catenin. LDL-receptor-related protein 6 (LRP6), a Wnt co-receptor, is required for this interaction. Dikkopf (dkk) proteins are both positive and negative modulators of this signalingWNT信号转导West Nile 西尼罗河病毒West Nile virus (WNV) is a member of the Flaviviridae, a plus-stranded virus family that includes St. Louis encephalitis virus, Kunjin virus, yellow fever virus, Dengue virus, and Japanese encephalitis virus. WNV was initially isolated in 1937 in the West Nile region of Uganda and has become prevalent in Africa, Asia, and Europe. WNV has rapidly spread across the United States through its insect host and causes neurological symptoms and encephalitis, which can result in paralysis or death. Since 1999 about 3700 cases of West Nile virus (WNV) infection and 200 deaths have been recorded in United States. The viral capsid protein likely contributes to the WNV-associated deadly inflammation via apoptosis induced through the mitochondrial pathway.WNV particles (50 nm in diameter) consist of a dense core (viral protein C encapsidated virus RNA genome)surrounded by a membrane envelope (viral E and M proteins embedded in a lipid bilayer). The virus binds to a specific cell surface protein (not yet identified), an interaction thought to involve E protein with highly sulfated neperan sulfate (HSHS) residues that are present on the surfaces of many cells and enters the cell by a process similar to that of endocytosis. Once inside the cell, the genome RNA is released into the cytoplasm via endosomal release, a fusion process involving acidic pH induced conformation change in the E protein. The RNA genome serves as mRNA and is translated by ribosomes into ten mature viral proteins are produced via proteolytic cleavage, which include three structural components and seven different nonstructural components of the virus. These proteins assemble and transcribe complimentary minus strand RNAs from the genomic RNA. The complimentary minus strand RNA in turns serves as template for the synthesis of positive-stranded genomic RNAs. Once viral E, preM and C proteins have accumulated to sufficient level, they assemble with the genomic RNA to form progeny virions, which migrate to the cell surface where they are surrounded with lipid envelop and released.Vitamin C 维生素C在大脑中的作用Vitamin C (ascorbic acid) was first identified by virtue of the essential role it plays in collagen modification, preventing the nutritional deficiency scurvy. Vitamin C acts as a cofactor for hydroxylase enzymes thatpost-translationally modify collagen to increase the strength and elasticity of tissues. Vitamin C reduces the metal ion prosthetic groups of many enzymes, maintaining activity of enzymes, also acts as an anti-oxidant. Although the prevention of scurvy through modification of collagen may be the most obvious role for vitamin C, it is not necessarily the only role of vitamin C. Svct1 and Svct2 are ascorbate transporters for vitamin C import into tissues and into cells. Both of these transporters specifically transport reduced L-ascorbic acid against a concentration gradient using the intracellular sodium gradient to drive ascorbate transport. Svct1 is expressed in epithelial cells in the intestine, upregulated in cellular models for intestinal epithelium and appears to be responsible for the import of dietary vitamin C from the intestinal lumen. The vitamin C imported from the intestine is present in plasma at approximately 50 uM, almost exclusively in the reduced form, and is transported to tissues to play a variety of roles. Svct2 imports reduced ascorbate from the plasma into veryactive tissues like the brain. Deletion in mice of the gene for Svct2 revealed that ascorbate is required for normal development of the lungs and brain during pregnancy. A high concentration of vitamin C in neurons of the developing brain may help protect the developing brain from free radical damage. The oxidized form of ascorbate, dehydroascorbic acid, is transported into a variety of cells by the glucose transporter Glut-1. Glut-1, Glut-3 and Glut-4 can transport dehydroascorbate, but may not transport significant quantities of ascorbic acid in vivo.视觉信号转导信息来源:本站原创生物谷网站The signal transduction cascade responsible for sensing light in vertebrates is one of the best studied signal transduction processes, and is initiated by rhodopsin in rod cells, a member of the G-protein coupled receptor gene family. Rhodopsin remains the only GPCR whose structure has been resolved at high resolution. Rhodopsinin the discs of rod cells contains a bound 11-cis retinal chromophore, a small molecule derived from Vitamin A that acts as the light sensitive portion of the receptor molecule, absorbing light to initiate the signal transduction cascade. When light strikes 11-cis retinal and is absorbed, it isomerizes to all-trans retinal, changing the shape of the molecule and the receptor it is bound to. This change in rhodopsin抯shape alters its interaction with transducin, the member of the G-protein gene family that is specific in its role in visual signal transduction. Activation of transducin causes its alpha subunit to dissociate from the trimer and exchange bound GDP for GTP, activating in turn a membrane-bound cyclic-GMP specific phosphodiesterase that hydrolyzes cGMP. In the resting rod cell, high levels of cGMP associate with a cyclic-GMP gated sodium channel in the plasma membrane, keeping the channels open and the membrane of the resting rod cells depolarized. This is distinct from synaptic generation of action potentials, in which stimulation induces opening of sodium channels and depolarization. When cGMP gated channels in rod cells open, both sodium and calcium ions enter the cell, hyperpolarizing the membrane and initiating the electrochemical impulse responsible for conveying the signal from the sensory neuron to the CNS. The rod cell in the resting state releases high levels of the inhibitory neurotransmitter glutamate, while the release of glutamate is repressed by the hyperpolarization in the presence of light to trigger a downstream action potential by ganglion cells that convey signals to the brain. The calcium which enters the cell also activates GCAP, which activates guanylate cyclase (GC-1 and GC-2) to rapidly produce more cGMP, ending the hyperpolarization and returning the cell to its resting depolarized state. A protein called recoverin helps mediate the inactivation of the signal transduction cascade, returning rhodopsin to its preactivated state, along with the rhodopsin kinase Grk1. Phosphorylation of rhodopsin by Grkl causes arrestin to bind, helping to terminate the receptor activation signal. Dissociation and reassociation of retinal, dephosphorylation of rhodopsin and release of arrestin all return rhodopsin to its ready state, prepared once again to respond to light.VEGF,低氧信息来源:本站原创生物谷网站Vascular endothelial growth factor (VEGF) plays a key role in physiological blood vessel formation and pathological angiogenesis such as tumor growth and ischemic diseases. Hypoxia is a potent inducer of VEGF in vitro. The increase in secreted biologically active VEGF protein from cells exposed to hypoxia is partly because of an increased transcription rate, mediated by binding of hypoxia-inducible factor-1 (HIF1) to a hypoxia responsive element in the 5'-flanking region of the VEGF gene. bHLH-PAS transcription factor that interacts with the Ah receptor nuclear translocator (Arnt), and its predicted amino acid sequence exhibits significant similarity to the hypoxia-inducible factor 1alpha (HIF1a) product. HLF mRNA expression is closely correlated with that of VEGF mRNA.. The high expression level of HLF mRNA in the O2 delivery system of developing embryos and adult organs suggests that in a normoxic state, HLF regulates gene expression of VEGF, various glycolytic enzymes, and others driven by the HRE sequence, and may be involved in development of blood vessels and the tubularsystem of lung. VEGF expression is dramatically induced by hypoxia due in large part to an increase in the stability of its mRNA. HuR binds with high affinity and specificity to the VRS element that regulates VEGF mRNA stability by hypoxia. In addition, an internal ribosome entry site (IRES) ensures efficient translation of VEGF mRNA even under hypoxia. The VHL tumor suppressor (von Hippel-Lindau) regulates also VEGF expression at a post-transcriptional level. The secreted VEGF is a major angiogenic factor that regulates multiple endothelial cell functions, including mitogenesis. Cellular and circulating levels of VEGF are elevated in hematologic malignancies and are adversely associated with prognosis. Angiogenesis is a very complex, tightly regulated, multistep process, the targeting of which may well prove useful in the creation of novel therapeutic agents. Current approaches being investigated include the inhibition of angiogenesis stimulants (e.g., VEGF), or their receptors, blockade of endothelial cell activation, inhibition of matrix metalloproteinases, and inhibition of tumor vasculature. Preclinical, phase I, and phase II studies of both monoclonal antibodies to VEGF and blockers of the VEGF receptor tyrosine kinase pathway indicate that these agents are safe and offer potential clinical utility in patients with hematologic malignancies.TSP-1诱导细胞凋亡信息来源:本站原创生物谷网站As tissues grow they require angiogenesis to occur if they are to be supplied with blood vessels and survive. Factors that inhibit angiogenesis might act as cancer therapeutics by blocking vessel formation in tumors and starving cancer cells. Thrombospondin-1 (TSP-1) is a protein that inhibits angiogenesis and slows tumor growth, apparently by inducing apoptosis of microvascular endothelial cells that line blood vessels. TSP-1 appears to produce this response by activating a signaling pathway that begins with its receptor CD36 at the cell surface of the microvascular endothelial cell. The non-receptor tyrosine kinase fyn is activated by TSP-1 through CD36, activating the apoptosis inducing proteases like caspase-3 and p38 protein kinases. p38 is a mitogen-activated kinase that also induces apoptosis in some conditions, perhaps through AP-1 activation and the activation of genes that lead to apoptosis.Trka信号转导信息来源:本站原创生物谷网站Nerve growth factor (NGF) is a neurotrophic factor that stimulates neuronal survival and growth through TrkA, a member of the trk family of tyrosine kinase receptors that also includes TrkB and TrkC. Some NGF responses are also mediated or modified by p75LNTR, a low affinity neurotrophin receptor. Binding of NGF to TrkA stimulates neuronal survival, and also proliferation. Pathways coupled to these responses are linked to TrkAthrough association of signaling factors with specific amino acids in the TrkA cytoplasmic domain. Cell survival through inhibition of apoptosis is signaled through activation of PI3-kinase and AKT. Ras-mediated signaling and phospholipase C both activate the MAP kinase pathway to stimulate proliferation.dbpb调节mRNA信息来源:本站原创生物谷网站Endothelial cells respond to treatment with the protease thrombin with increased secretion of the PDGF B-chain. This activation occurs at the transcriptional level and a thrombin response element was identified in the promoter of the PDGF B-chain gene. A transcription factor called the DNA-binding protein B (dbpB) mediates the activation of PDGF B-chain transcription in response to thrombin treatment. DbpB is a member of the Y box family of transcription factors and binds to both RNA and DNA. In the absence of thrombin, endothelial cells contain a 50 kD form of dbpB that binds RNA in the cytoplasm and may play a role as a chaperone for mRNA. The 50 kD version of dbpB also binds DNA to regulate genes containing Y box elements in their promoters. Thrombin activation results in the cleavage of dbpB to a 30 kD form. The proteolytic cleavage releases dbpB from RNA in the nucleus, allowing it to enter the nucleus and binds to a regulatory element distinct from the site recognized by the full length 50 kD dbpB. The genes activated by cleaved dbpB include the PDGF B chain. Dephosphorylation of dbpB also regulates nuclear entry and transcriptional activation.RNA digestion in vitro can release dbpB in its active form, suggesting that the protease responsible for dbpB may be closely associated in a complex. Identification of the protease that cleaves dbpB, the mechanisms of phosphorylation and dephosphorylation, and elucidation of the signaling path by which thrombin induces dbpB will provide greater understanding of this novel signaling pathway.CARM1甲基化信息来源:本站原创生物谷网站Several forms of post-translational modification regulate protein activities. Recently, protein methylation by CARM1 (coactivator-associated arginine methyltransferase 1) has been observed to play a key role in transcriptional regulation. CARM1 associates with the p160 class of transcriptional coactivators involved in gene activation by steroid hormone family receptors. CARM1 also interacts with CBP/p300 transcriptional coactivators involved in gene activation by a large variety of transcription factors, including steroid hormone receptors and CEBP. One target of CARM1 is the core histones H3 and H4, which are also targets of the histone acetylase activity of CBP/p300 coactivators. Recruitment of CARM1 to the promoter region by binding to coactivators increases histone methylation and makes promoter regions more accessible for transcription. Another target of CARM1 methylation is a coactivator it interacts with, CBP. Methylation of CBP by CARM1 blocks。
通路中的靶向分子及信号通路因子
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受体类型和信号通路
受体类型和信号通路离子通道偶联受体既具有配体结合位点又是离子通道酶联受体类型受体胞内结构域有潜在的酶活性受体胞内段与酶相联系信号通路R TK-Ras RTK →接头蛋白→GEF →Ras →Raf →MAPKK →MAPK →核内其他激酶或转录因子磷酸化P I3K-PKB 活化的受体酪氨酸激酶募集具有SH2结构域的PI3K 到质膜,PI3K 激活P IP2→PIP3P KB 的PH 结构域结合PIP3,转移到质膜上P KB 被PDK1和mTOR 完全活化(Ser/Thr ) PKB 从质膜解离,进入胞质细胞核继续磷酸化其他蛋白T GF-β-Smad TGF 结合受体,受体激酶活性活化,激活转录因子Smad2/Smad3,暴露NLS ,与Smad4和i mportin-β结合形成复合物转入细胞核,与其他因子共同作用调控基因表达。
J ak-STAT细胞因子等信号与受体结合 受体二聚化,胞内结合的Jak 相互交叉磷酸化激活Jak活性。
受体自磷酸化酪氨酸残基,暴露与STAT 的S H2结构域结合的结构 STAT 的SH2结构域结合受体,STAT 的C 端磷酸化,从受体解离 两个磷酸化的STAT 依靠SH2结构域形成同源二聚体,暴露NLS ,进入细胞核调控基因表达。
G 蛋白偶联受体 细胞表面受体最大的家族,G 蛋白偶联受体具有7次跨膜结构,配体-受体复合物与靶蛋白的相互 作用通过异三聚体GTP 结合蛋白在胞内产生第二信使信号通路激活离子通道 心肌细胞上M 乙酰胆碱受体激活G 蛋白开启K+通道 Gt 蛋白偶联光受体活化引发cGMP 门控阳离子通道的关闭激活或抑制腺苷酸环化酶,cAMP-PKA激活磷脂酶C ,IP3-Ca2+和DAG-PKC 双信使其他细胞表面受体介导的信号通路w nt-β-catine 参与多种细胞体轴的形成和分化、组织器官的简称、组织干细胞更新与分化h edgehog 控制细胞命运、增殖与分化,被异常激活时引起肿瘤的发生和发展 N F-kB 调控多种参与炎症反应的细胞因子,粘附因子和蛋白酶类基因的转录过程N otch影响发育中细胞命运的决定。
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mTOR信号通路图
mTOR可对细胞外包括生长因子、胰岛素、营养素、氨基酸、葡萄糖等多种刺激产生应答。
它主要通过PI3K/Akt/mTOR途径来实现对细胞生长、细胞周期等多种生理功能的调控作用。
正常情况下,结节性脑硬化复合物-1(TSC-1)和TSC-2形成二聚体复合物,是小GTP 酶Rheb(Ras-homolog enriched in brain)的抑制剂,而Rheb是mTOR活化所必需的刺激蛋白,因此TSC-1/TSC-2在正常情况下抑制mTOR的功能。
当Akt活化后,它可磷酸化TSC-2的Ser939和Thr1462,抑制了TSC-1/TSC-2复合物的形成,从而解除了对Rheb 的抑制作用,使得mTOR被激活。
活化的mTOR通过磷酸化蛋白翻译过程中的某些因子来参与多项细胞功能,其中最主要的是4EBP1和P70S6K。
在整个PI3K/Akt/mTOR信号通路中,有一条十分重要的负反馈调节剂就是10号染色体上缺失与张力蛋白同源的磷酸酶基因(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome 10, PTEN)。
PTEN是一个肿瘤抑制基因,位于人染色体10q23。
它有一个蛋白酪氨酸磷酸酶结构域,在这条通路中可以将PI-3,4-P2与PI-3,4,5-P3去磷酸化,从而负调节PI3K下游AKt/mTOR信号通路的活性。
本信号转导涉及的信号分子主要包括
IRS-1,PI3K,PIP2,PIP3,PDK1,PTEN,Akt,TSC1,TSC2,Rheb,mTOR,Raptor,DEPTOR,GβL,p70S6K,ATG13,4E-BP1,HIF-1,PGC-1α,PPARγ,Sin1,PRR5,Rictor,PKCα,SGK1,PRAS40,FKBP12,Wnt,LRP,Frizzled,Gαq/o,Dvl,Erk,RSK,GSK-3,REDD1,REDD2,AMPK,LKB1,RagA/B,RagC/D等。