第六節(jié)-PI3K-Akt-教學(xué)講解課件

第六節(jié)PI3K－Akt/PKB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

（磷脂酰肌醇3激酶）脂類分子為細胞的第二信使第六節(jié)PI3K－Akt/PKB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

（磷脂1一、PI－3K家族PI-3K作用：三種同工酶

催化磷脂酰肌醇的D3羥基的磷酸化產(chǎn)物：

PtdIns-3，4-P2（磷脂酰肌醇3，4二磷酸）PtdIns-3，5-P2（磷脂酰肌醇3，5二磷酸）PtdIns-3，4，5-P3（磷脂酰肌醇3，4，5三磷酸）PIP3一、PI－3K家族2PI-3K-1結(jié)構(gòu)：110KD(P110)催化亞基：激酶活性：催化PIP3及PIP2產(chǎn)生

Ser蛋白激酶活性：P85、IRS-1上ser-p（負調(diào)節(jié)）亞型：Ia：受Ptyr-Pr及Pro-P調(diào)節(jié)；Ib：通過Gβγ轉(zhuǎn)導(dǎo)信號

85KD(P85)調(diào)節(jié)亞基：含2個SH2（C末端）：與P-Tyr位點結(jié)合inter-SH2模體：催化亞基錨定位點SH3（N末端）：與富含Pro的靶蛋白結(jié)合斷點簇區(qū)域

PI-3K-2:C端含有C2結(jié)構(gòu)域，可與磷脂結(jié)合

PI-3K-3:存在于酵母細胞

PI-3K-1結(jié)構(gòu)：110KD(P110)催化3二、PIP3的靶位點

與其結(jié)合的結(jié)構(gòu)域：

PH結(jié)構(gòu)域、SH2結(jié)構(gòu)域、磷酸酪氨酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域、C2結(jié)構(gòu)域、FYVE環(huán)指結(jié)構(gòu)域、堿性氨基酸區(qū)域、非確定的磷酸肌醇結(jié)合結(jié)構(gòu)域。前三者與PTyr結(jié)合C2結(jié)構(gòu)域存在于PKC等信號分子內(nèi)二、PIP3的靶位點與其結(jié)合的結(jié)構(gòu)域：4三、PIP3調(diào)節(jié)的蛋白激酶

能調(diào)節(jié)一系列蛋白激酶的活性，

對Akt/PKB調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用Akt/PKB：Akt：胸腺瘤分離的癌基因編碼一種Ser/Thr蛋白激酶C末端激酶結(jié)構(gòu)域與PKC、PKA相似－PKBN末端由PH結(jié)構(gòu)域Akt/PKB的分子結(jié)構(gòu)中：S124、T450是基本磷酸化位點T308、S473是與活化相關(guān)的磷酸化位點

PH結(jié)構(gòu)域激酶結(jié)構(gòu)域S124T308T450S473三、PIP3調(diào)節(jié)的蛋白激酶能調(diào)節(jié)一系列蛋白激酶5激活過程：

PI－3K

PI4，5P2PIP3（結(jié)合于下PH結(jié)構(gòu)域）

PDK－1Akt/PKB轉(zhuǎn)位于胞膜獲催化活性催化自身S124、T450磷酸化PDK－1催化T308、S473磷酸化

Akt/PKB完全活化激活過程：PI6四、Akt/PKB的下游信息流和生物學(xué)功能

Akt/PKB的靶蛋白：GSK-3β糖原合成激酶、BAD、procaspase－9和CREB磷酸化序列：RXRXXS/T活化的Akt/PKB可調(diào)節(jié)基因的表達抑制凋亡和調(diào)節(jié)細胞周期四、Akt/PKB的下游信息流和生物學(xué)功能Akt/PKB的7胰島素受體信號傳遞（一）胰島素受體結(jié)構(gòu)分布廣泛，1000-300000個受體/細胞。糖蛋白α2β2

α亞基（胞外）：具有與胰島素特異結(jié)合部位；

β亞基（跨膜）（Mw95kD，620AA）

跨膜部分為23個疏水AA構(gòu)成α螺旋。

胞漿結(jié)構(gòu)域含Tyr三區(qū)：

近膜結(jié)構(gòu)域(Tyr972）；Tyr激酶結(jié)構(gòu)域（Tyr1158,1162,1163）：同時具ATP結(jié)合部位（1030Lys突變，TPK活性即喪失）；C端結(jié)構(gòu)域（Tyr1328,1334)：在信號傳遞中發(fā)揮重要作用胰島素受體信號傳遞（一）胰島素受體結(jié)構(gòu)8Y927－P近膜結(jié)構(gòu)域Y1158-PY1162-pY1163-P激酶結(jié)構(gòu)域1328Y-P1334y-PC端結(jié)構(gòu)域受體胰島素βαP-S967P-S968P-S1305P-S1306P-T1348近膜Tyr-972為IRS-1結(jié)合部位；激酶結(jié)構(gòu)域三個Tyr同時磷酸化，受體才激活；C端結(jié)構(gòu)域與細胞增殖有關(guān)；SerThr殘基可被PKC磷酸化（調(diào)節(jié)有關(guān)）Y927－P近膜結(jié)構(gòu)域Y1158-P激酶結(jié)構(gòu)域1328Y-P9（二）胞內(nèi)胰島素受體底物

intracellularsubstratesofinsulinreceptor（IRS)IRS家族：IRS-1,IRS-2,IRS-3,IRS-4分子量不同（1）結(jié)構(gòu)親水性蛋白，高度保守，N末端具有PH結(jié)構(gòu)，能特異結(jié)合磷脂及胞內(nèi)其它蛋白Sos,PKB,β-ark含有與胞內(nèi)P-Tyr結(jié)合的結(jié)構(gòu)域（SH2）；20個可磷酸化Tyr；>30個Ser/Thr供磷酸化（2)功能：胰島素信號傳遞與放大調(diào)節(jié)信號

Shc蛋白：與IRS類似的受體底物（二）胞內(nèi)胰島素受體底物

intracellu10（三）胰島素引起的靶細胞內(nèi)信號傳遞途徑

Ras-MAPK途徑；PI-3K途徑1.Ras-MAPK途徑Insulin-Rinsulin與其受體結(jié)合，受體蛋白磷酸化（Tyr激酶IRS-pShc-p活化）使IRS-1及Shc的特異的Tyr－P。Grb2SosRas形成的P-Tyr與Grb2（含SH2與SH3）結(jié)合。Grb2(SH3)與Sos結(jié)合并使之活化。激活的Sos即可與膜上的Ras相結(jié)合。

（三）胰島素引起的靶細胞內(nèi)信號傳遞途徑Ras-MAPK途徑112.磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）途徑

insulin－RIRS－1（-P）PI3-KPDKAkt/PKB

胰島素與其受體結(jié)合，PI3－K與磷酸化IRS－1結(jié)合，刺激催化亞基活性，當(dāng)P85亞基2個SH2結(jié)構(gòu)域被磷酸化模體YMXM占領(lǐng)，PI3－K活性達到最大。

PKB靶蛋白：磷酸果糖激酶－2、糖原合成激酶3、Bad(細胞凋亡有關(guān)）、核糖體S6激酶，與葡萄糖轉(zhuǎn)運、細胞增殖分化、細胞周期調(diào)節(jié)有關(guān)2.磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）途徑insulin－R12Y-PY-PRasRaf-1MEKMAPKPI-3KPDKsPKB基因表達細胞生長增殖及分化葡萄糖轉(zhuǎn)運糖酵解糖原合成蛋白質(zhì)合成抑制細胞凋亡胰島素受體Y－PP-YIRSShc磷脂酰肌醇依賴性PKY-PY-PRasPI-3K基因表達葡萄糖轉(zhuǎn)運胰島素受體Y－13第六節(jié)-PI3K-Akt-教學(xué)講解課件14第六節(jié)PI3K－Akt/PKB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

（磷脂酰肌醇3激酶）脂類分子為細胞的第二信使第六節(jié)PI3K－Akt/PKB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

（磷脂15一、PI－3K家族PI-3K作用：三種同工酶

催化磷脂酰肌醇的D3羥基的磷酸化產(chǎn)物：

PtdIns-3，4-P2（磷脂酰肌醇3，4二磷酸）PtdIns-3，5-P2（磷脂酰肌醇3，5二磷酸）PtdIns-3，4，5-P3（磷脂酰肌醇3，4，5三磷酸）PIP3一、PI－3K家族16PI-3K-1結(jié)構(gòu)：110KD(P110)催化亞基：激酶活性：催化PIP3及PIP2產(chǎn)生

Ser蛋白激酶活性：P85、IRS-1上ser-p（負調(diào)節(jié)）亞型：Ia：受Ptyr-Pr及Pro-P調(diào)節(jié)；Ib：通過Gβγ轉(zhuǎn)導(dǎo)信號

85KD(P85)調(diào)節(jié)亞基：含2個SH2（C末端）：與P-Tyr位點結(jié)合inter-SH2模體：催化亞基錨定位點SH3（N末端）：與富含Pro的靶蛋白結(jié)合斷點簇區(qū)域

PI-3K-2:C端含有C2結(jié)構(gòu)域，可與磷脂結(jié)合

PI-3K-3:存在于酵母細胞

PI-3K-1結(jié)構(gòu)：110KD(P110)催化17二、PIP3的靶位點

與其結(jié)合的結(jié)構(gòu)域：

PH結(jié)構(gòu)域、SH2結(jié)構(gòu)域、磷酸酪氨酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域、C2結(jié)構(gòu)域、FYVE環(huán)指結(jié)構(gòu)域、堿性氨基酸區(qū)域、非確定的磷酸肌醇結(jié)合結(jié)構(gòu)域。前三者與PTyr結(jié)合C2結(jié)構(gòu)域存在于PKC等信號分子內(nèi)二、PIP3的靶位點與其結(jié)合的結(jié)構(gòu)域：18三、PIP3調(diào)節(jié)的蛋白激酶

能調(diào)節(jié)一系列蛋白激酶的活性，

對Akt/PKB調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用Akt/PKB：Akt：胸腺瘤分離的癌基因編碼一種Ser/Thr蛋白激酶C末端激酶結(jié)構(gòu)域與PKC、PKA相似－PKBN末端由PH結(jié)構(gòu)域Akt/PKB的分子結(jié)構(gòu)中：S124、T450是基本磷酸化位點T308、S473是與活化相關(guān)的磷酸化位點

PH結(jié)構(gòu)域激酶結(jié)構(gòu)域S124T308T450S473三、PIP3調(diào)節(jié)的蛋白激酶能調(diào)節(jié)一系列蛋白激酶19激活過程：

PI－3K

PI4，5P2PIP3（結(jié)合于下PH結(jié)構(gòu)域）

PDK－1Akt/PKB轉(zhuǎn)位于胞膜獲催化活性催化自身S124、T450磷酸化PDK－1催化T308、S473磷酸化

Akt/PKB完全活化激活過程：PI20四、Akt/PKB的下游信息流和生物學(xué)功能

Akt/PKB的靶蛋白：GSK-3β糖原合成激酶、BAD、procaspase－9和CREB磷酸化序列：RXRXXS/T活化的Akt/PKB可調(diào)節(jié)基因的表達抑制凋亡和調(diào)節(jié)細胞周期四、Akt/PKB的下游信息流和生物學(xué)功能Akt/PKB的21胰島素受體信號傳遞（一）胰島素受體結(jié)構(gòu)分布廣泛，1000-300000個受體/細胞。糖蛋白α2β2

α亞基（胞外）：具有與胰島素特異結(jié)合部位；

β亞基（跨膜）（Mw95kD，620AA）

跨膜部分為23個疏水AA構(gòu)成α螺旋。

胞漿結(jié)構(gòu)域含Tyr三區(qū)：

近膜結(jié)構(gòu)域(Tyr972）；Tyr激酶結(jié)構(gòu)域（Tyr1158,1162,1163）：同時具ATP結(jié)合部位（1030Lys突變，TPK活性即喪失）；C端結(jié)構(gòu)域（Tyr1328,1334)：在信號傳遞中發(fā)揮重要作用胰島素受體信號傳遞（一）胰島素受體結(jié)構(gòu)22Y927－P近膜結(jié)構(gòu)域Y1158-PY1162-pY1163-P激酶結(jié)構(gòu)域1328Y-P1334y-PC端結(jié)構(gòu)域受體胰島素βαP-S967P-S968P-S1305P-S1306P-T1348近膜Tyr-972為IRS-1結(jié)合部位；激酶結(jié)構(gòu)域三個Tyr同時磷酸化，受體才激活；C端結(jié)構(gòu)域與細胞增殖有關(guān)；SerThr殘基可被PKC磷酸化（調(diào)節(jié)有關(guān)）Y927－P近膜結(jié)構(gòu)域Y1158-P激酶結(jié)構(gòu)域1328Y-P23（二）胞內(nèi)胰島素受體底物

intracellularsubstratesofinsulinreceptor（IRS)IRS家族：IRS-1,IRS-2,IRS-3,IRS-4分子量不同（1）結(jié)構(gòu)親水性蛋白，高度保守，N末端具有PH結(jié)構(gòu)，能特異結(jié)合磷脂及胞內(nèi)其它蛋白Sos,PKB,β-ark含有與胞內(nèi)P-Tyr結(jié)合的結(jié)構(gòu)域（SH2）；20個可磷酸化Tyr；>30個Ser/Thr供磷酸化（2)功能：胰島素信號傳遞與放大調(diào)節(jié)信號

Shc蛋白：與IRS類似的受體底物（二）胞內(nèi)胰島素受體底物

intracellu24（三）胰島素引起的靶細胞內(nèi)信號傳遞途徑

Ras-MAPK途徑；PI-3K途徑1.Ras-MAPK途徑Insulin-Rinsulin與其受體結(jié)合，受體蛋白磷酸化（Tyr激酶IRS-pShc-p活化）使IRS-1及Shc的特異的Tyr－P。