在營(yíng)養(yǎng)和促黑激素信號(hào)傳導(dǎo)路徑中,，蛋白激酶mTOR是一普通中間產(chǎn)物(Fig.2),。通過(guò)mTOR的信號(hào)被營(yíng)養(yǎng)和合成的促黑激素（如胰島素和IGF-1）加強(qiáng),。被CAMP 升級(jí)或AMPK 活性阻遏,。此事實(shí)證明mTOR的一項(xiàng)功能是整合對(duì)營(yíng)養(yǎng)和胰島素的合成反應(yīng)和對(duì)負(fù)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(yíng)養(yǎng)和促黑激素信號(hào)的直接靶。取而代之,，一些研究已經(jīng)確定，在營(yíng)養(yǎng),、胰島素和AMPK信號(hào)傳往路徑中,，TSC1、TSC2作為潛在的分枝點(diǎn),。這些研.究結(jié)果支持一個(gè)模型：胰島素和亮氨酸阻遏mTOR信號(hào)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(guò)Akt調(diào)解的Tsc2磷酸化刺激傳往mTOR的信號(hào),。亮氨酸了也調(diào)控通過(guò)mTOR·TSC1·TSC2復(fù)合體的信號(hào)。然而,，尚未知道亮氨酸信號(hào)傳往TSC1·TSC2機(jī)制,，但是區(qū)別于Akt,亮氨酸也調(diào)控經(jīng)過(guò)mTOR的信號(hào)，通過(guò)改變激酶與一個(gè)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(jī)制的證據(jù),。
對(duì)于下游靶(如4E-BP和S6K1)的mTOR活性(通過(guò)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(dá)是用siRNA下游調(diào)控的支持),連接raptor和經(jīng)過(guò)mTOR的營(yíng)養(yǎng)信號(hào)的證據(jù),。在這些研究中，誘導(dǎo)的亮氨酸s6k1磷酸化受到很大抑制,，一定程度上與在細(xì)胞內(nèi)觀察到的一致,，在細(xì)胞內(nèi)mTOR表達(dá)降低。部分上,，亮氨酸通過(guò)轉(zhuǎn)變mTOR·raptor復(fù)合體的穩(wěn)定性,，調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)mTOR的信號(hào)。在這方面,，一研究發(fā)現(xiàn)mTOR·raptor復(fù)合體的穩(wěn)定性,，在經(jīng)受氨基酸剔除的細(xì)胞中得到加強(qiáng)。部分上,，這種差異可通過(guò)認(rèn)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?yàn)橄鄬?duì)于孤立地mTOR表達(dá)，Gβl與mTOR協(xié)同表達(dá)的結(jié)果是對(duì)應(yīng)于4E-BP1和S6K1的mTOR激酶活性很大增加,。進(jìn)一步,，siRNA降低Gβl表達(dá),阻遏誘導(dǎo)的亮氨酸和血清的S6K1磷酸化。說(shuō)明Gβl參與經(jīng)過(guò)mTOR的促黑激素和氨基酸信號(hào),。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(xì)胞中,，raptor與Gβl的結(jié)合很高,，往剔除亮氨酸的細(xì)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(dǎo)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(duì)可利用氨基酸的改變敏感,。在mTOR信號(hào)路徑中識(shí)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(gè)小的G蛋白，在依賴(lài)mTOR的形式中過(guò)度表達(dá)時(shí),，加強(qiáng)s6k1,、rps6和4E-BP1的磷酸化。再者,，在過(guò)度表達(dá)Rheb的細(xì)胞需要氨基酸時(shí),，維持s6k1磷酸化，表明Rheb參與從氨基酸經(jīng)過(guò)mTOR的信號(hào)傳導(dǎo),。Rheb活性部分上由GTP酶激活蛋白(GAP)控制,。其中,，GAp涉及作為T(mén)sc2或抗結(jié)核菌素。Tsc2與它的結(jié)合伙伴T(mén)sc1最初被認(rèn)為是兩個(gè)基因的產(chǎn)物,。這兩個(gè)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(xì)胞和組織良性增長(zhǎng)的廣泛發(fā)展，說(shuō)明這些蛋白的正常功能是限制細(xì)胞大小和增殖,。這種觀點(diǎn)已在研究中證實(shí),。在這項(xiàng)研究中，果蠅屬直源同系Tsc1和Tsc2,，dTsc1和dTsc2各自以復(fù)合體形式行使功能,，表現(xiàn)AKT上游，除了果蠅屬 TOR(dTOR)限制細(xì)胞增長(zhǎng)和增殖,。在果蠅屬和哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的研究表明在氨基酸信號(hào)Tsc1和Tsc2經(jīng)過(guò)TOR,。在果蠅屬中,任一蛋白的下游調(diào)控表達(dá)引起細(xì)胞對(duì)氨基酸剔除有抗性。因此,，當(dāng)細(xì)胞中缺少氨基酸,，且dTsc1或dTsc2表達(dá)下降時(shí),s6k1磷酸化被大量維持。同樣,，哺乳動(dòng)物細(xì)胞中缺少Tsc1或Tasc2,，s6k1磷酸化對(duì)氨基酸剔除有抗性。而且,，在培養(yǎng)的哺乳動(dòng)物細(xì)胞中Tsc1和Tsc2的協(xié)同表達(dá)阻礙依賴(lài)氨基酸的 s6k1活性,，這些研究一起說(shuō)明，氨基酸誘導(dǎo)的經(jīng)過(guò)TOR的信號(hào)需要Tsc1和Tsc2,。
對(duì)于Tsc2,、GDP活性調(diào)控機(jī)制的理解并不深入，似乎與通過(guò)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(hào)經(jīng)mTOR傳往Tsc1和Tsc2過(guò)程中的Tsc1/Tsc2復(fù)合體的抑制作用,，同樣，據(jù)報(bào)道,，被MAP激酶操控蛋白MK2磷酸化的Tsc2抑制Tsc2和導(dǎo)致mTOR激活,。相反，截然不同的殘基被激活A(yù)MP蛋白激酶(AMPK)磷酸化,，激活Tsc2和阻遏經(jīng)過(guò)mTOR的信號(hào),，說(shuō)明Tsc2的GAP活性被AMPK加強(qiáng)。直到現(xiàn)在,，尚不知道調(diào)節(jié)AMPK的激酶,。但是,，一項(xiàng)最新的研究報(bào)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(rèn)為是腫瘤抑制因子，它的作用是抑制細(xì)胞生長(zhǎng),，在哺乳動(dòng)物組織中到處表達(dá),。孤立的LKB1不能激活A(yù)MPK，但當(dāng)與兩個(gè)接頭蛋白STRAD和MO25結(jié)合時(shí)展示潛在的AMPK激酶活性,。每個(gè)蛋白的兩個(gè)同工型（α和β）存在于人類(lèi)細(xì)胞,，LKB1與每個(gè)蛋白α同工型的復(fù)合體，如LB1·STARDα·MO25α相對(duì)于這個(gè)復(fù)合體的其他排列,，展示更強(qiáng)的AMPK激酶活性,。除了其加強(qiáng)AMPK激酶活性，STARD和MO25也使LKB1定位于細(xì)胞質(zhì),，通常LKB1主要存在于細(xì)胞核,。LKB含有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)和Thr336或Ser431的突變體阻礙LKB1抑制細(xì)胞生長(zhǎng)：Thr336是一自磷酸化位點(diǎn)，而Ser431可被PKA和P90rsk磷酸化,。這些研究提供一個(gè)機(jī)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(diǎn)上這種觀點(diǎn)值得推測(cè)，以致于被PKA磷酸化的作用磷酸化AMPK必須進(jìn)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
