PI3K-AKT-mTOR背景
磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)訊息pathway可分為3類，其中研究最廣泛的為I類PI3K， PI3K啟動的結果是在質膜上產生訊息分子PIP3， PIP3與細胞內含有PH結構域的信號蛋白AKT和PDK1(phosphoinositide dependent kinase-1)結合， 促使PDK1磷酸化AKT蛋白的Ser308導致AKT活化。活化的AKT通過磷酸化多種酶、激酶和轉錄因子等下游因子，進而調節細胞的功能。而mTOR是哺乳動物的雷帕黴素靶蛋白（Mammalian Target of Rapamycin，mTOR），是PI3K/Akt下游的一種重要的絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶。它可通過啟動核醣體激酶，來調節腫瘤細胞的增殖、存活和侵襲轉移。
主要成員：PI3K、AKT、mTOR、PTEN
PI3K-AKT-mTOR作用
➤PI3K
脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)蛋白家族參與細胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖轉運等多種細胞功能的調節。 PI3K，是磷脂酰肌醇-3-激酶的縮寫，它可以可分為3類，其結構與功能各異。其中研究最廣泛的為I類PI3K， 此類PI3K為異源二聚體，由一個調節亞基（p85）和一個催化亞基（p110）組成。調節亞基含有SH2和SH3結構域，與含有相應結合位點的靶蛋白相互作用。目前，已知的6種調節亞基，大小從50至110kDa不等。催化亞基有4種，即p110α， β，δ，γ，而δ僅限於白細胞，其餘則廣泛分佈於各種細胞中。 PI3K磷酸化磷脂酰肌醇(PI，一種膜磷脂)肌醇環的第3位碳原子。 PI在細胞膜組分中所佔比例較小，比磷脂酰膽鹼、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸含量少。但在腦細胞膜中，含量較為豐富，達磷脂總量的10%。PI3K的活化很大程度上參與到靠近其質膜內側的底物。多種生長因子和訊息傳遞複合物，包括成纖維細胞生長因子(FGF)、血管內皮生長因子(VEGF)、人生長因子(HGF)、促血管生成素1（Ang1）和胰島素都能啟始PI3K的啟動過程。這些因子活化受體酪氨酸激酶(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PI3K p85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，當胰島素活化其受體後，則必須募集一個胰島素受體底物蛋白(IRS)，來促進PI3K的結合。相似的，當整連蛋白integrin(非RTK)被活化後，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結構域均在一個磷酸化位點與接頭蛋白結合。 PI3K募集到活化的受體後，起始多種PI中間體的磷酸化。與癌腫尤其相關的PI3K轉化PIP2為PIP3。
➤AKT
亦稱為蛋白激酶B(PKB)，是PI3K下游主要的effector。 AKT可分為3種亞型(AKT1、AKT2、AKT3或PKBα， PKBβ，PKBγ)，3種亞型的功能各異，但也有重疊。它們對於調控細胞的生長、增殖、遷移、存活以及糖代謝起到十分重要的作用。活化的AKT通過磷酸化多種酶、激酶和轉錄因子等下游因子，進而調節細胞的功能。譬如，AKT刺激葡萄糖的代謝：AKT活化AS160(AKT底物，160kDa)，進而促進GLUT4轉座和肌細胞對葡萄糖的吸收。 AKT也磷酸化GSK3β而抑制其活性，從而促進葡萄糖的代謝和調節細胞的周期。 AKT磷酸化TSC1/2(tuberous sclerosis complex)，可阻止其對小G蛋白Rheb(Ras homology enriched in brain)的負調控，進而使得Rheb富集以及對雷帕黴素(rapamycin)敏感的mTOR複合體(mTORC1)的活化。這些作用可活化蛋白，增強細胞的生長。AKT通過下游多種途徑對靶蛋白進行磷酸化而發揮抗凋亡作用。 ATK活化IkB激酶(IKKα)，導致NF-κB的抑製劑 IκB的降解， 從而使NF-κB從細胞質中釋放出來進行核轉位， 活化其靶基因而促進細胞的存活。 AKT磷酸化Bcl-2家族成員BAD，使其與14-3-3結合而阻止其與Bcl-XL結合起始凋亡。此外，AKT能抑制蛋白水解酶caspase-9的活性而阻止凋亡cascade的活化。腫瘤抑制因子p53為轉錄因子，調控凋亡、DNA修復和細胞週期的停滯。 AKT能通過磷酸化p53結合蛋白MDM2影響p53的活性， 磷酸化的MDM2轉位到細胞核與p53結合，通過增加p53蛋白的降解而影響細胞存活。 Forkhead轉錄因子FoxO1( 或FKHR)調節涉及多種細胞功能基因的表達，包括凋亡、DNA修復和細胞週期的停滯和葡萄糖代謝等，AKT磷酸化。 （FoxO1: 抑制其核轉位而阻止其轉錄活化作用）
其中，Bcl-2，p53，BCL2L1，BAX，這些抗體也與凋亡相關， 那麼， 還有一些關鍵的影響因子， 我們來看看ABclonal的檢測數據：
推薦優質抗體
Phospho-AKT1-T450 Polyclonal Antibody
產品型號: AP0004
Immunofluorescence analysis of MCF7 cell using Phospho-AKT1-T450 antibody. Blue: DAPI for nuclear staining.
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Phospho-AKT1-S473 Polyclonal Antibody
產品型號: AP0098
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Western blot analysis of extracts of Jurkat cells,using Phospho-AKT1-S473 antibody (AP0098) at 1:2000 dilution. Jurkat cells were treated by Calyculin A (100nM) for 30 minutes.
Secondary antibody: HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014) at 1:10000 dilution.
Lysates/proteins: 25ug per lane.
Blocking buffer: 3% BSA.
Detection: ECL Basic Kit (RM00020).
Exposure time: 1s.
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Phospho-GSK3B-S9 Polyclonal Antibody
產品型號: AP0039
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點我
Western blot analysis of extracts of HeLa cells, using Phospho-GSK3B-S9 antibody (AP0039) at 1:2000 dilution. HeLa cells were treated by Calyculin A (100nM) for 30 minutes after serum-starvation overnight.
Secondary antibody: HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014) at 1:10000 dilution.
Lysates/proteins: 25ug per lane.
Blocking buffer: 3% BSA.
Detection: ECL Basic Kit (RM00020).
Exposure time: 1s.
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Phospho-FoxO1-S256 Polyclonal Antibody
產品型號: AP0172
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點我
Western blot analysis of extracts of 293T cells, using Phospho-FoxO1-S256 antibody (AP0172) at 1:1000 dilution. 293T cell lysates were treated by CIP at 37°C for 1 hour.
Secondary antibody: HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014) at 1:10000 dilution.
Lysates/proteins: 25ug per lane.|Blocking buffer: 3% BSA.
Detection: ECL Enhanced Kit (RM00021).
Exposure time: 30s.
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➤mTOR
是一類絲/蘇氨酸激酶。 mTOR在進化中高度保守．因其C端與磷脂酰肌醇激酶(PI3K)催化域有同源性，屬於PI3K相關蛋白激酶家族，但mTOR本身不具有酯激酶活性，而具有Ser/Thr蛋白激酶活性，能磷酸化蛋白底物的Ser/Thr殘基。細胞內存在mTORC1和mTORC2兩種不同的複合體。這兩種複合物的功能也有差異：mTORC1 受氨基酸、氧、能量水平及生長因子的影響，主要促進蛋白質合成、脂肪生成、能量代謝、抑制自噬作用和溶酶體形成；而mTORC2則在肌動蛋白細胞骨架、細胞存活及代謝等方面發揮重要作用。
mTOR整合細胞外多種訊息刺激，參與體內多條訊息傳遞pathway，影響轉錄及蛋白質合成。在對mTOR的研究中發現，其與細胞凋亡、自噬、生長等均有重要聯繫。比如：mTOR信號通路可影響基因轉錄及蛋白質合成，在細胞生長增殖過程中起重要作用；mTOR穩定性來影響T細胞中細胞因子的表達，參與免疫抑制；mTOR信號通路可影響細胞增殖及蛋白合成，使其成為抗腫瘤治療的新標靶；此外，mTOR信號通路在運動代謝等疾病方面也有重要調節作用。
⧫關於以上經典訊息傳遞pathway ABclonal也有專業的研發團隊來研究相關的抗體⧫
mTOR Polyclonal Antibody
產品型號: A2445
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Western blot analysis of extracts of various cell lines, using mTOR antibody (A2445) at 1:1000 dilution.
Secondary antibody: HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014) at 1:10000 dilution.
Lysates/proteins: 25ug per lane.
Blocking buffer: 3% nonfat dry milk in TBST.
Detection: ECL Basic Kit (RM00020).
Exposure time: 90s.
Immunoprecipitation analysis of 200ug extracts of HeLa cells using 3ug mTOR antibody (A2445). Western blot was performed from the immunoprecipitate using mTOR antibody (A2445) at a dilition of 1:1000.
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相關磷酸化抗體
Phospho-mTOR-S2448 Polyclonal Antibody
產品型號: AP0094
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Western blot analysis of extracts of NIH/3T3 and C6 cells, using Phospho-mTOR-S2448 antibody (AP0094) at 1:2000 dilution. NIH/3T3 cells were treated by Insulin (100nM) for 10 minutes after serum-starvation overnight. C6 cells were treated by IGF-1 (50 ng/ml) for 30 minutes after serum-starvation overnight.
Secondary antibody: HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014) at 1:10000 dilution.
Lysates/proteins: 25ug per lane.
Blocking buffer: 3% BSA.
Detection: ECL Basic Kit (RM00020).
Exposure time: 30s.
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➤PTEN
PTEN (phosphatase and tensin homology deleted on chromosome 10)： 是一個關鍵磷酸酶，在廣泛的人類腫瘤中發生基因突變或缺失。 PTEN是一個PIP3-磷酸酶，與PI3K的功能相反，它可以通過去磷酸化將PIP3轉變為PI- 4，5-P2。 PTEN可減少AKT的活化而阻止所有由AKT調控的下游信號傳導事件。通過產生PIP2， PTEN的功能遠不止僅僅阻止AKT的作用。 PIP2作為磷脂酶Cβ(PLCβ)的底物，產生DAG和IP3作為第二信使，升高胞內鈣離子的水平並活化蛋白激酶C(PKC)。與膜結合的PIP2也能介導(增加)多種離子通道的活性，包括鈣離子、鉀離子和鈉離子通道。 PIP也參與到膜泡的形成以及細胞骨架與膜的相互作用過程中。 PIP2還影響多種參與脂代謝的酶活性，包括磷脂酶D和神經酰胺-1-磷酸。通過從PIP產生PIP2，PTEN廣泛的影響著細胞的多種功能途徑。 PTEN在減弱PIP3信號傳導而增加PIP2水平的過程中，發揮著重要的作用。
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PTEN Polyclonal Antibody
產品編號: A11193
Western blot analysis of extracts of various cell lines, using PTEN antibody (A11193) at 1:1000 dilution.
Secondary antibody: HRP Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) (AS014) at 1:10000 dilution.
Lysates/proteins: 25ug per lane.
Blocking buffer: 3% nonfat dry milk in TBST.
Detection: ECL Basic Kit (RM00020). Exposure time: 30s.
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參考文獻
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