1、第六节第六节 PI3KAkt/PKB信号转导通路信号转导通路 （磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇3激酶）激酶） 脂类分子为细胞的第二信使PI3K家族家族 PI-3K作用：三种同工酶作用：三种同工酶 催化磷脂酰肌醇的催化磷脂酰肌醇的D3羟基的磷酸化羟基的磷酸化产物产物： PtdIns-3，4-P2（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇3，4二磷酸）二磷酸） PtdIns-3，5-P2（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇3，5二磷酸）二磷酸）PtdIns-3，4，5-P3（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇3，4，5三磷酸）三磷酸）PIP3PI-3K-1结构：结构： 110KD(P110)催化亚基催化亚基： 激酶活性：催化激酶活性：催化PIP3
2、及及PIP2产生产生 Ser蛋白激酶活性蛋白激酶活性： P85、IRS-1上上ser-p（负调节）（负调节） 亚型：亚型：Ia：受：受Ptyr-Pr及及Pro-P调节；调节； Ib：通过：通过G转导信号转导信号 85KD(P85)调节亚基：调节亚基： 含含2个个SH2（C末端）：与末端）：与P-Tyr位点结合位点结合 inter-SH2模体：催化亚基锚定位点模体：催化亚基锚定位点 SH3（N末端）：与富含末端）：与富含Pro的靶蛋白结合的靶蛋白结合 断点簇区域断点簇区域 PI-3K-2:C端含有端含有C2结构域，可与磷脂结合结构域，可与磷脂结合 PI-3K-3:存在于酵母细胞存在于酵母细胞 二
3、、二、PIP3的靶位点的靶位点 与其结合的结构域：与其结合的结构域： PH结构域、结构域、SH2结构域、磷酸酪氨酸结合结构域、磷酸酪氨酸结合结构域、结构域、C2结构域、结构域、FYVE环指结构域、碱性环指结构域、碱性氨基酸区域、非确定的磷酸肌醇结合结构域。氨基酸区域、非确定的磷酸肌醇结合结构域。 前三者与前三者与PTyr结合结合 C2结构域存在于结构域存在于PKC等信号分子内等信号分子内三、三、PIP3调节的蛋白激酶调节的蛋白激酶 能调节一系列蛋白激酶的活性，能调节一系列蛋白激酶的活性， 对对Akt/PKB调节起关键作用调节起关键作用Akt/PKB： Akt：胸腺瘤分离的癌基因编码一种：胸腺瘤
4、分离的癌基因编码一种Ser/Thr蛋白激酶蛋白激酶 C末端激酶结构域与末端激酶结构域与PKC、PKA相似相似PKB N末端由末端由PH结构域结构域 Akt/PKB的分子结构中：的分子结构中： S124、T450是基本磷酸化位点是基本磷酸化位点 T308、S473是与活化相关的磷酸化位点是与活化相关的磷酸化位点 PH结构域激酶结构域S124T308T450S473激活过程： PI3K PI4，5P2 PIP3（结合于下PH结构域） 转位于胞膜获催化活性 催化自身S124、T450磷酸化 PDK1催化T308、S473磷酸化 Akt /PKB完全活化四、四、Akt/PKB的下游信息流和生物学功能的
5、下游信息流和生物学功能 Akt/PKB的靶蛋白：的靶蛋白： GSK-3糖原合成激酶糖原合成激酶、 BAD、procaspase9和和CREB磷酸化序列：磷酸化序列：RXRXXS/T 活化的活化的Akt/PKB可调节基因的表达可调节基因的表达 抑制凋亡和调节细胞周期抑制凋亡和调节细胞周期胰岛素受体信号传递胰岛素受体信号传递（一）胰岛素受体结构（一）胰岛素受体结构 分布广泛，分布广泛，1000-300000个受体个受体/细胞。糖蛋白细胞。糖蛋白22 亚基（胞外）：亚基（胞外）： 具有与胰岛素特异结合部位；具有与胰岛素特异结合部位； 亚基（跨膜）（亚基（跨膜）（Mw95kD，620AA） 跨膜部分跨
6、膜部分为为23个疏水个疏水AA构成构成 螺旋。螺旋。 胞浆结构域胞浆结构域含含Tyr三区：三区： 近膜结构域近膜结构域(Tyr972）；）； Tyr激酶结构激酶结构域（域（Tyr1158,1162,1163）：）： 同时同时具具ATP结合部位（结合部位（1030Lys突变，突变，TPK活性即丧失）活性即丧失）； C端结构域（端结构域（Tyr1328,1334)：在信号传递中发挥重要作用在信号传递中发挥重要作用Y927P近膜结构域近膜结构域Y1158-PY1162-pY1163-P激酶结构域激酶结构域1328Y-P1334y-PC端结构域端结构域受体胰岛素P-S967P-S968P-S1305P
7、-S1306P-T1348近膜近膜Tyr-972为为IRS-1结合结合部位；部位；激酶结构域激酶结构域三个三个Tyr同时同时磷酸化，受磷酸化，受体才激活；体才激活；C端结构域端结构域与与细胞增殖有细胞增殖有关；关；SerThr残基残基可被可被PKC磷磷酸化（调节酸化（调节有关）有关）（二）胞内胰岛素受体底物（二）胞内胰岛素受体底物 intracellular substrates of insulin receptor（IRS)IRS家族家族：IRS-1,IRS-2,IRS-3,IRS-4分子量不同分子量不同（1）结构）结构 亲水性蛋白，高度保守，亲水性蛋白，高度保守，N末端具有末端具有PH结
8、构，能特异结合结构，能特异结合磷脂及胞内其它蛋白磷脂及胞内其它蛋白Sos, PKB, -ark 含有与胞含有与胞内内P-Tyr结合的结构域（结合的结构域（SH2）；）； 20个可磷酸化个可磷酸化Tyr；30个个Ser/Thr供磷酸化供磷酸化（2)功能功能：胰岛素信号传递与放大调节信号：胰岛素信号传递与放大调节信号 Shc蛋白蛋白： 与与IRS类似的受体底物类似的受体底物（三）胰岛素引起的靶细胞内信号传递途径（三）胰岛素引起的靶细胞内信号传递途径 1.Ras-MAPK途径途径 Insulin -R insulin 与其受体结合，与其受体结合，受体蛋白磷酸化（受体蛋白磷酸化（Tyr激酶激酶 IRS
9、-p Shc-p活化）使活化）使IRS-1及及Shc的特的特异的异的TyrP。 Grb2 Sos Ras 形成形成的的P-Tyr与与Grb2（含（含SH2与与SH3）结合。）结合。 Grb2(SH3)与与Sos结合并使之活化。激活的结合并使之活化。激活的Sos即可与膜上即可与膜上的的Ras相结合。相结合。 2.磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇3-激酶（激酶（PI3K）途径）途径 insulinR IRS1（-P） PI3-K PDK Akt/PKB 胰岛素与其受体结合，胰岛素与其受体结合，PI3K与磷酸化与磷酸化IRS1结合，刺激催化亚基活性，结合，刺激催化亚基活性，当当P85亚基亚基2个个SH2结构域被
10、磷酸化模体结构域被磷酸化模体YMXM占领，占领，PI3K活性达到最活性达到最大。大。 PKB靶蛋白靶蛋白： 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶2、糖原合成激酶、糖原合成激酶3、Bad(细胞凋亡有关）、核糖体细胞凋亡有关）、核糖体S6激酶，激酶， 与葡萄糖转运、细胞增殖分化、细胞周期调节有关与葡萄糖转运、细胞增殖分化、细胞周期调节有关Y-PY-PRasRaf-1MEKMAPKPI-3KPDKsPKB基因表达基因表达细胞生长细胞生长增殖及分化增殖及分化葡萄糖转运葡萄糖转运糖酵解糖酵解糖原合成糖原合成蛋白质合成蛋白质合成抑制细胞凋亡抑制细胞凋亡胰岛素受体YPP-YIRSShc磷脂酰肌醇依赖性磷脂酰肌醇依赖性PK
