絲氨酸/蘇氨酸激酶 Akt（又稱作蛋白激酶 B 或 PKB）作為一種原癌基因，已經(jīng)成為醫(yī)學界主要的關(guān)注熱點，這是因為它在調(diào)控各種不同細胞功能（包括代謝,、生長,、增殖、存活,、轉(zhuǎn)錄以及蛋白質(zhì)合成）方面發(fā)揮重要作用,。能夠激活 Akt 信號級聯(lián)放大的因子，包括受體酪氨酸激酶,、整合素,、B 細胞和 T 細胞受體、細胞因子受體,、G 蛋白偶聯(lián)受體,，以及其他能夠通過磷脂酰肌醇三激酶 (PI3K) 誘發(fā)三磷酸 (3,4,5) 磷脂酰肌醇 (PIP3) 生成的刺激。這些脂質(zhì)可作為具有普列克底物蛋白同源性 (PH) 結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)膜的停泊位點,，其中包括 Akt 及其上游激活劑 PDK1,。膜上的 PDK1 在 AKt 的蘇氨酸 308 位點將其磷酸化，導致 Akt 的部分激活,。絲氨酸 473 位點被 mTORC2 磷酸化,，可激發(fā) Akt 的完全的酶活性。PI3K 相關(guān)激酶 (PIKK) 家族成員,，包括 DNA-PK,，也同樣能在 Akt 絲氨酸 473 位點將其磷酸化。Akt 可被蛋白磷酸酶 2A (PP2A) 以及 PH-結(jié)構(gòu)域富含亮氨酸-重復-包含蛋白磷酸酶 (PHLPP1/2) 去磷酸化,。另外,，抑癌基因磷酸酶和張力蛋白同源蛋白 (PTEN)，也通過去磷酸化 PIP3 抑制 Akt 活性,。

一,、AKT 的背景

AKT 是一類 AGC 家族的絲氨酸/蘇氨酸激酶，其主要具有 3 個結(jié)構(gòu)域：PH 結(jié)構(gòu)域（對 PIP3 有親和力,，因此對于和胞膜的結(jié)合至關(guān)重要）,；催化結(jié)構(gòu)域；調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域,。Thr308 和 Ser473 分別位于后兩個結(jié)構(gòu)域上,，PH 和催化結(jié)構(gòu)域在不同的 Akt 異構(gòu)體中都是相對比較保守的。哺乳動物中 AKT 有 3 種主要的異構(gòu)體：Akt1,，2,，3。Akt1 在組織中有廣泛的表達,，Akt2 主要在肌肉和脂肪細胞里表達,。Akt3 主要在睪丸和腦中表達,。隨著研究的深入，還發(fā)現(xiàn)了一個在疏水結(jié)構(gòu)域存在截短形式的剪切可變體 Akt3-(γ1),，Akt 的磷酸化底物眾多,，但一般在底物的磷酸化（絲/蘇氨酸，S/T）位點附近都有一個保守的基序（motif）序列：R-X-R-X-X-S*/T*,，其中 R 代表精氨酸，X 代表任意氨基酸,?；谶@種保守性，那么借助于這樣的 Motif 抗體就為系統(tǒng)地研究 Akt 下游信號通路提供了幫助,。

二,、PI3K 的活化

PI3K 可分為 3 類，其結(jié)構(gòu)與功能各異,。其中研究最廣泛的為 I 類 PI3K, 此類 PI3K 為異源二聚體,，由一個調(diào)節(jié)亞基和一個催化亞基組成。調(diào)節(jié)亞基含有 SH2 和 SH3 結(jié)構(gòu)域,，與含有相應結(jié)合位點的靶蛋白相作用,。該亞基通常稱為 p85, 參考于第一個被發(fā)現(xiàn)的亞型 (isotype), 然而目前已知的 6 種調(diào)節(jié)亞基，大小從 50 至 110kDa 不等,。催化亞基有 4 種,，即 p110α, β,δ,γ，而δ僅限于白細胞,，其余則廣泛分布于各種細胞中,。

PI3K 的活化很大程度上參與到靠近其質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的底物。多種生長因子和信號傳導復合物,，包括成纖維細胞生長因子 (FGF),、血管內(nèi)皮生長因子 (VEGF)、人生長因子 (HGF),、血管位蛋白 I(Ang1) 和胰島素都能啟始 PI3K 的激活過程,。這些因子激活受體酪氨酸激酶 (RTK)，從而引起自磷酸化,。受體上磷酸化的殘基為異源二聚化的 PI3Kp85 亞基提供了一個停泊位點 (docking site),。然而在某些情況下，受體磷酸化則會介導募集一個接頭蛋白 (adaptor protein),。比如,，當胰島素激活其受體后，則必須募集一個胰島素受體底物蛋白 (IRS),，來促進 PI3K 的結(jié)合,。相似的,，當整連蛋白 integrin(非 RTK) 被激活后，粘著斑激酶 (FAK) 則作為接頭蛋白,，將 PI3K 通過其 p85 停泊,。但在以上各情形下，p85 亞基的 SH2 和 SH3 結(jié)構(gòu)域均在一個磷酸化位點與接頭蛋白結(jié)合,。PI3K 募集到活化的受體后,，起始多種 PI 中間體的磷酸化。與癌腫尤其相關(guān)的 PI3K 轉(zhuǎn)化 PIP2 為 PIP3,。

三,、相關(guān)蛋白或基因

1.  PI3K

Phosphatidylinositide 3-kinases，是一種胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶,。由調(diào)節(jié)亞基 p85 和催化亞基 p110 構(gòu)成,。與 v．sre 和 v．ras 等癌基因的產(chǎn)物相關(guān)。PI3K 本身具有絲氨酸/蘇氨酸 (Ser/Thr) 激酶的活性,，也具有磷脂酰肌醇激酶的活性,。

2.  Akt

又稱 PKB（protein kinase B）。是一種絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶,，在多種細胞生長過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,，如葡萄糖代謝、凋亡,、細胞增殖,、轉(zhuǎn)錄和細胞遷移。Akt 的 Ser473 可以被 PDK1 磷酸化,。PKB 與 PKA 和 PKC 均有很高的同源性,，該激酶被證明是反轉(zhuǎn)錄病毒安基因 v-akt  的編碼產(chǎn)物，故又稱 Akt,。

3.  mTOR

Mammalian target of rapamycin,。mTOR 與其它蛋白質(zhì)結(jié)合，形成兩種不同蛋白質(zhì)復合物,，mTOR 復合物 1（mTORC1,，）和 mTOR 復合物 2（mTORC2），它們調(diào)節(jié)不同的細胞過程,。mTORC1 由 mTOR,、mTOR 調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白 Raptor、MLST8 和非核心組分 PRAS40,、DEPTOR 組成,。mTORC2 由 mTOR、mTOR 帕霉素不敏感伴侶 RICTOR,、MLST8 和 mSIN1 組成,。兩種復合物定位于不同的亞細胞區(qū)室,，影響它們的活化和功能。

4.  AMPK

Adenosine 5『-monophosphate (AMP)-activated protein kinase,，即 AMP 依賴的蛋白激酶,。AMPK 是由α（α1，α2）,，β（β1,，β2）和γ（γ1，γ2,，γ3）亞基形成的異三聚體蛋白復合物,。雖然在大多數(shù)細胞中表達的最常見的是α1，β1 和γ1,，但是已經(jīng)證明α2，β2,，γ2 和γ3 也在心肌和骨骼肌中表達,。AMPK 的激活：體內(nèi) AMP/ATP 比例的升高能激活 AMPK；LKB1 去磷酸化 AMPK 在蘇氨酸 172α環(huán)位點,；CAMKK2 作用在蘇氨酸 172 的α環(huán),。

5.  GSK-3

Glycogen synthase kinase 3，糖原合成酶 3,。是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,。在哺乳動物中，GSK-3 由兩個已知的基因 GSK-3α（GSK3A）和 GSK-3β（GSK3B）編碼,。 GSK-3 涉及許多疾病,，包括 II 型糖尿病（2 型糖尿?。?、阿爾茨海默氏病、炎癥,、癌癥和雙相性精神障礙,。GSK-3 通過磷酸化其靶底物上的絲氨酸或蘇氨酸殘基而發(fā)揮功能。

6.  PDK-1

3-phosphoinositide dependent protein kinase-1,。對于激活 AKT / PKB 和許多其它 AGC 激酶（包括 PKC,，S6K，SGK）是至關(guān)重要的,。

7.  CK2

Casein kinase 2,，酪蛋白激酶 2。CK2 是絲氨酸/蘇氨酸選擇性蛋白激酶,，其是兩個α亞基和兩個β亞基的四聚體,。CK2 參與細胞周期控制,，DNA 修復，調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律和其它細胞過程,。

8.  DNA-PK

DNA-dependent protein kinase,，DNA 依賴性蛋白激酶。DNA-PK 是由 3 個亞基組成的絲/蘇氨酸蛋白激酶,，屬于 PIKK 家族成員,，DNA 損傷的分子傳感器。它參與用于 DSB（DNA 雙鏈斷裂）修復和 V（D）J 重組的 NHEJ（非同源末端連接）,。

9.  eNOS

Endothelin nictric oxide synthase,，內(nèi)皮型一氧化氮合成酶。一氧化氮合酶有三個亞型,，包括神經(jīng)型一氧化氮合酶（nNOS）,、誘導型一氧化氮合酶（iNOS）和內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS）。eNOS 是鈣依賴蛋白酶,，維持血管的生理功能如血管張力和括約肌松弛等,。eNOS 是內(nèi)皮功能完整標志之一，eNOS 催化合成微量的 NO,，能起到保持內(nèi)皮細胞表面光滑完整,，防止血栓形成作用。

10.  MELK

Maternal embryonic leucine zipper kinase,，母體胚胎亮氨酸拉鏈激酶,。Snfl/AMPK 家族中一個獨特成員，是一種周期依賴性激酶,。研究顯示 MELK 與 CDC25B 相互作用,。

11.  S6 Kinase

S6  激酶。RSK（ribosomal s6 kinase,，核糖體 s6 激酶）家族成員,，參與信號轉(zhuǎn)導。RSK 有兩個亞家族,，p90rsk（也稱為 MAPK 激活蛋白激酶-1,，MAPKAP-K1）和 p70rsk（也稱為 S6-H1 激酶或簡稱 S6 激酶）。S6 激酶有兩種哺乳動物同源物：S6K1 和 S6K2,。

12.  PI4K

Phosphatidylinositol 4-kinase,，磷脂酰肌醇 4-激酶。其催化磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸酯生物合成中的第一定向步驟,?；诜肿恿亢拖佘盏恼{(diào)節(jié)，哺乳動物 PI4K 分為 II 型和 III 型兩種類型,。PI4K 與病毒復制和癌癥有關(guān),。

13.  PIKfyve

含有 FYVE 指的磷酸肌醇激酶,。PIKfyve 的主要酶活性是將 PtdIns3P 磷酸化成 PtdIns（3,5）P2。參與早期內(nèi)體的內(nèi)體載體囊泡生物合成和內(nèi)膜穩(wěn)態(tài),。

14.  PTEN

Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,，人第 10 號染色體缺失的磷酸酶。即 MMAC1（mutated in multiple advanced cancers 1）,，為一新發(fā)現(xiàn)的抑癌基因,。屬于 PTP（protein tyrosine phosphatases）基因家族成員。PTEN 可能通過去磷酸化參與細胞調(diào)控,。

15.  CREB

cAMP response element-binding protein,，環(huán)磷腺苷效應元件結(jié)合蛋白。一種調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì),。

翻譯整理：四正柏

編輯： weicf    來源：丁香園