在營養(yǎng)和促黑激素信號傳導路徑中，蛋白激酶mTOR是一普通中間產(chǎn)物(Fig.2),。通過mTOR的信號被營養(yǎng)和合成的促黑激素（如胰島素和IGF-1）加強,。被CAMP 升級或AMPK 活性阻遏。此事實證明mTOR的一項功能是整合對營養(yǎng)和胰島素的合成反應(yīng)和對負調(diào)控促黑激素（如胰島血糖素）的分解反應(yīng),。但是,，mTOR不是營養(yǎng)和促黑激素信號的直接靶。取而代之,，一些研究已經(jīng)確定,，在營養(yǎng)、胰島素和AMPK信號傳往路徑中,，TSC1,、TSC2作為潛在的分枝點。這些研.究結(jié)果支持一個模型：胰島素和亮氨酸阻遏mTOR信號的TSC1·TSC2的抑制作用,，而胰島血糖素刺激它,。在這一模型中，胰島素通過Akt調(diào)解的Tsc2磷酸化刺激傳往mTOR的信號,。亮氨酸了也調(diào)控通過mTOR·TSC1·TSC2復合體的信號,。然而,，尚未知道亮氨酸信號傳往TSC1·TSC2機制，但是區(qū)別于Akt,亮氨酸也調(diào)控經(jīng)過mTOR的信號,，通過改變激酶與一個或者更多調(diào)控蛋白的結(jié)合,，如mTOR的調(diào)控結(jié)合蛋白（raptor）和G蛋白β-子元件相似蛋白，在下一段中,，將討論支持這些多種mTOR調(diào)控機制的證據(jù),。
對于下游靶(如4E-BP和S6K1)的mTOR活性(通過mTOR和調(diào)節(jié)蛋白raptor和Gβl的活性部分地受控制,在那方面的研究，raptor表達是用siRNA下游調(diào)控的支持),連接raptor和經(jīng)過mTOR的營養(yǎng)信號的證據(jù),。在這些研究中,，誘導的亮氨酸s6k1磷酸化受到很大抑制，一定程度上與在細胞內(nèi)觀察到的一致,，在細胞內(nèi)mTOR表達降低,。部分上，亮氨酸通過轉(zhuǎn)變mTOR·raptor復合體的穩(wěn)定性,，調(diào)節(jié)經(jīng)過mTOR的信號,。在這方面，一研究發(fā)現(xiàn)mTOR·raptor復合體的穩(wěn)定性,，在經(jīng)受氨基酸剔除的細胞中得到加強,。部分上，這種差異可通過認定Gβl為第二mTOR相互作用蛋白得到解釋,。像raptor,，Gβl與mTOR表現(xiàn)出共免疫沉淀，Gβl是一正調(diào)控因子,，因為相對于孤立地mTOR表達,，Gβl與mTOR協(xié)同表達的結(jié)果是對應(yīng)于4E-BP1和S6K1的mTOR激酶活性很大增加。進一步,，siRNA降低Gβl表達,阻遏誘導的亮氨酸和血清的S6K1磷酸化,。說明Gβl參與經(jīng)過mTOR的促黑激素和氨基酸信號。重要的是,，Gβl是mTOR·raptor結(jié)合亮氨酸調(diào)節(jié)的變化所需的,。在剔除亮氨酸的細胞中，raptor與Gβl的結(jié)合很高,，往剔除亮氨酸的細胞中添加亮氨酸降低raptor與mTOR結(jié)合的數(shù)目,，而不是Gβl，但是在mTOR·raptor結(jié)合中,，誘導的亮氨酸改變需要Gβl,，表明Gβl與mTOR結(jié)合使raptor與mTOR結(jié)合對可利用氨基酸的改變敏感。在mTOR信號路徑中識別到地最多的近側(cè)上游蛋白是大腦豐富ras同源系（Rheb）,，Rheb是一個小的G蛋白,，在依賴mTOR的形式中過度表達時,，加強s6k1,、rps6和4E-BP1的磷酸化,。再者，在過度表達Rheb的細胞需要氨基酸時,，維持s6k1磷酸化,，表明Rheb參與從氨基酸經(jīng)過mTOR的信號傳導。Rheb活性部分上由GTP酶激活蛋白(GAP)控制,。其中,，GAp涉及作為Tsc2或抗結(jié)核菌素。Tsc2與它的結(jié)合伙伴Tsc1最初被認為是兩個基因的產(chǎn)物,。這兩個基因在常染色體區(qū)域綜合癥結(jié)節(jié)性腦硬化是致病的,。任一基因的突變伴隨著大量細胞和組織良性增長的廣泛發(fā)展，說明這些蛋白的正常功能是限制細胞大小和增殖,。這種觀點已在研究中證實,。在這項研究中，果蠅屬直源同系Tsc1和Tsc2,，dTsc1和dTsc2各自以復合體形式行使功能,，表現(xiàn)AKT上游，除了果蠅屬 TOR(dTOR)限制細胞增長和增殖,。在果蠅屬和哺乳動物細胞中的研究表明在氨基酸信號Tsc1和Tsc2經(jīng)過TOR,。在果蠅屬中,任一蛋白的下游調(diào)控表達引起細胞對氨基酸剔除有抗性。因此,，當細胞中缺少氨基酸,，且dTsc1或dTsc2表達下降時,s6k1磷酸化被大量維持。同樣,，哺乳動物細胞中缺少Tsc1或Tasc2,，s6k1磷酸化對氨基酸剔除有抗性。而且,，在培養(yǎng)的哺乳動物細胞中Tsc1和Tsc2的協(xié)同表達阻礙依賴氨基酸的 s6k1活性,，這些研究一起說明，氨基酸誘導的經(jīng)過TOR的信號需要Tsc1和Tsc2,。
對于Tsc2,、GDP活性調(diào)控機制的理解并不深入，似乎與通過多上游蛋白激酶的蛋白磷酸化有關(guān),。例如,，Tsc2表現(xiàn)為絲氨酸和蘇氨酸殘基上的被ATP直接磷酸化，阻遏了信號經(jīng)mTOR傳往Tsc1和Tsc2過程中的Tsc1/Tsc2復合體的抑制作用,，同樣,，據(jù)報道,，被MAP激酶操控蛋白MK2磷酸化的Tsc2抑制Tsc2和導致mTOR激活。相反,，截然不同的殘基被激活AMP蛋白激酶(AMPK)磷酸化,，激活Tsc2和阻遏經(jīng)過mTOR的信號，說明Tsc2的GAP活性被AMPK加強,。直到現(xiàn)在,，尚不知道調(diào)節(jié)AMPK的激酶。但是,，一項最新的研究報道,，LKB1磷酸化AMPK活性殘基－Thr172，似乎是真正的AMPK激酶,。LKB1最初被被認為是腫瘤抑制因子,，它的作用是抑制細胞生長，在哺乳動物組織中到處表達,。孤立的LKB1不能激活AMPK,，但當與兩個接頭蛋白STRAD和MO25結(jié)合時展示潛在的AMPK激酶活性。每個蛋白的兩個同工型（α和β）存在于人類細胞,，LKB1與每個蛋白α同工型的復合體,，如LB1·STARDα·MO25α相對于這個復合體的其他排列，展示更強的AMPK激酶活性,。除了其加強AMPK激酶活性,，STARD和MO25也使LKB1定位于細胞質(zhì)，通常LKB1主要存在于細胞核,。LKB含有多個磷酸化位點和Thr336或Ser431的突變體阻礙LKB1抑制細胞生長：Thr336是一自磷酸化位點,，而Ser431可被PKA和P90rsk磷酸化。這些研究提供一個機制：胰高血糖下游調(diào)節(jié)mTOR活性,，例如,，LKB1被PKA磷酸化可能抑制LKB1的AMPK激酶活性。但是,，在這點上這種觀點值得推測,，以致于被PKA磷酸化的作用磷酸化AMPK必須進行調(diào)查。
英文原文信息
題目:Amino acids as regulators of gene expression
作者:Scot R Kimball and Leonard S Jefferson
期刊: Nutrition & Metabolism
