磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)蛋白家族參與細胞存活、生長、代謝和血糖穩(wěn)態(tài)等多種細胞功能的調(diào)控。?PI3K激酶活性升高通常與多種癌癥相關。顧名思義，PI3Ks磷酸化磷脂酰肌醇PI（一種膜磷脂）肌醇環(huán)的第3位碳原子。PI在細胞膜組分中所占比例較小，比磷脂酰膽堿、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%。
PI的肌醇環(huán)上有5個可被磷酸化的位點，多種激酶可磷酸化PI肌醇環(huán)上的第4及第5位點，因而通常在這兩個位點之一或兩位點發(fā)生磷酸化修飾，尤其發(fā)生在質膜內(nèi)側。通常，PI-4,5-二磷酸（PIP2）在磷脂酶C的作用下，產(chǎn)生二酰甘油（DAG）和肌醇-1,4,5-三磷酸。PI3K轉移一個磷酸基團至位點3，形成的產(chǎn)物對細胞的功能具有重要的影響。譬如，單磷酸化的PI-3-磷酸，能刺激細胞遷移（cell?trafficking)，而未磷酸化的則不能。PI-3,4-二磷酸則可促進細胞的增殖（生長）和增強對凋亡的抗性，而其前體分子PI-4-磷酸則不然。PIP2轉換為PI-3,4,5-三磷酸，可調(diào)節(jié)細胞的黏附、生長和存活。?
Figure?1.?Receptor?signaling?to?PI3KPI3K的活化PI3K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(diào)節(jié)亞基和一個催化亞基組成。調(diào)節(jié)亞基含有SH2和SH3結構域，與含有相應結合位點的靶蛋白相作用。該亞基通常稱為p85,?參考于第一個被發(fā)現(xiàn)的亞型（isotype）,然而目前已知的6種調(diào)節(jié)亞基，大小從50至110kDa不等。催化亞基有4種，即p110α,?β,δ,γ，而δ僅限于白細胞，其余則廣泛分布各種細胞中。
PI3K的活化很大程度上參與到靠近其質膜內(nèi)側的底物。多種生長因子和信號傳導復合物，包括成纖維細胞生長因子（FGF)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、人生長因子（HGF）、血管位蛋白I(Ang1)和胰島素都能啟始PI3K的激活過程。這些因子激活受體酪氨酸激酶（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PI3Kp85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，當胰島素激活其受體后，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)被激活后，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募集到活化的受體后，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。PIP3作為錨定物（anchor）和激活物（activator）許多蛋白含有一個Pleckstrin?Homology（PH）結構域，因而可使其與PI-3,4-P2或PI-3,4,5-P3相結合。這種相互作用可以控制蛋白與膜結合的時間與定位，通過這種方式來調(diào)節(jié)蛋白的活性。蛋白與脂質間的這種相互作用亦可能引起蛋白構像的變化而改變蛋白的功能。PI3K激活的結果是在質膜上產(chǎn)生第二信使PIP3,?PIP3與細胞內(nèi)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。其他PDK1的底物還包括PKC（蛋白激酶C）、S6K(p70S6)和SGK(serum/
glucocorticoid?regulated?kinases)?。AKT,?亦稱為蛋白激酶B(PKB)，是PI3K下游主要的效應物。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。AKT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(diào)節(jié)細胞的功能。譬如，AKT刺激葡萄糖的代謝：AKT激活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(diào)節(jié)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(diào)控，進而使得Rheb富集以及對納巴霉素(rapamycin)敏感的mTOR復合體(mTORC1)的活化。這些作用可激活蛋白的翻譯，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(fā)揮抗凋亡作用。ATK激活IkB激酶（IKKα）,導致NF-κB的抑制劑IκB的降解,?從而使NF-κB從細胞質中釋放出來進行核轉位,?激活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的活性而阻止凋亡級聯(lián)反應的激活。腫瘤抑制因子p53為一轉錄因子，調(diào)控凋亡、DNA修復和細胞周期的停滯。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(diào)節(jié)涉及多種細胞功能基因的表達，包括凋亡、DNA修復和細胞周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激活作用。?
Figure?2.?Some?targets?and?processes?affected?by?activated?AKT
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PTEN:?一個關鍵磷酸酶PTEN?(phosphatase?and?tensin?homology?deleted?on?chromosome?10),?在多種腫瘤中發(fā)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?yōu)镻I-4,5-P2。PTEN可減少AKT的活化而阻止所有由AKT調(diào)控的下游信號傳導事件。通過產(chǎn)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(chǎn)生DAG和IP3作為第二信使，升高胞內(nèi)鈣離子的水平并激活蛋白激酶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(jīng)酰胺-1-磷酸。通過從PIP產(chǎn)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(fā)揮著重要的作用。?
Figure?3.?Dephosphorylation?of?PIP3?by?PTEN
參考文獻
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PI3K研究相關產(chǎn)品
| ?檢測試劑盒 |
| ?Cayman | ?10505 | ?Kinase?Screening?Library?(96-Well) |
?BioVision | ?K706-400? | ?PhosphoSeek??P?I3-Kinase?Fluorometric?Assay?Kit?? |
?AXXORA | ?GYR-GK004B | ?Phosphatidylinositol?3?Kinase?(PI3K)?ActivityAssayBase?Kit |
?AXXORA | ?GYR-GK004 | ?Phosphatidylinositol?3?Kinase?(PI3K)?Activity?Assay?Kit |
?Millipore | ?17-493 | ?PI3?Kinase?Activity/Inhibitor?ELISA |
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| 抑制劑 |
?Cayman | ?10010177 | PI3-Kinase?α?Inhibitor?2 |
?Cayman | ?15279 | CAL-101 |
?Cayman | ?70920 | LY294002 |
?Cayman | ?11589 | IC-87114 |
?Cayman | ?11600 | GDC?0941 |
?Cayman | ?10009052 | AS-252424 |
?Cayman | ?9000980 | AS-605240?(potassium?salt) |
?Cayman | ?10010591 | Wortmannin |
?Cayman | ?13242 | 3-Methyladenine |
?ENZO | ?BML-P311 | PI3K?SH3?domain?binding?peptide |
?ENZO | ?BML-ST425 | PI3K-SH2-OMT? |
?ENZO | ?BML-AP502 | 3-Methyladenine? |
?ENZO | ?ALX-151-026 | N-Acetyl-Asp-Tyr(2-malonyl)-Val-Pro-Met-Leu-NH2 |
?ENZO | ?ALX-151-027 | N-Acetyl-Asp-Tyr(PO3H2)-Val-Pro-Met-Leu-NH2? |
?ENZO | ?BML-EI390 | AS-041164? |
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?ENZO | ?ALX-270-461 | AS-604850? |
?ENZO | ?ALX-270-455 | Compound?15e? |
?ENZO | ?BML-ST420 | LY?294002? |
?ENZO | ?BML-P305 | SOS-1?(human)?(1149-1158)? |
?ENZO | ?ALX-270-464 | TGX-221? |
?ENZO | ?BML-ST415 | Wortmannin?? |
?BioVision | ?K856-5? | DiscoveryPak??PI?3-Kinase?Inhibitor?Set?? |
?BioVision | ?K857-11 | PathwayReady??PI3-K/Akt/mTOR?Signaling?Inhibitor?Panel?? |
?AXXORA | ?BML-P311-0001 | PI3K?SH3?domain?binding?peptide |
?
| ?抗體 |
?ENZO | ?ADI-KAM-PI200 | ?PI3?kinase,?mAb?(AB6)? |
?ENZO | ?ALX-210-747 | ?Phosphoinositide?3-kinase?p110δ(human),pAb? |
?GeneTex | ?GTX50858 | ?PI3K?P85?(phospho?Tyr467)?antibody |
?GeneTex | ?GTX59597 | ?PI3K?beta?antibody,?C-term |
?GeneTex | ?GTX59596 | ?PI3K?beta?antibody,?N-term |
?GeneTex | ?GTX111173 | ?PI3?kinase?p110?beta?antibody?[N3C2],Internal |
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?GeneTex | ?GTX104639 | ?PI3?kinase?p110?gamma?antibody?[C3],?C-term |
?GeneTex | ?GTX60565 | ?PIK3CA?antibody?[4F3] |
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?GeneTex | ?GTX89900 | ?PIK3CG?antibody,?C-term |
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?GeneTex | ?GTX20253 | ?PI3?Kinase?p55?gamma?antibody?[V2] |
?BioVision | ?3146-100 | ?PI3Kβ?Antibody?? |
?BioVision | ?3152-100? | ?PI3Kβ?Antibody? |
?AXXORA | ?ASB-ARP32117 | ?PIK3CB?antibody?-?C-terminal?region |
?
| ?(重組)蛋白 |
?ENZO | ?LX-201-119 | ?Phosphoinositide?3-kinase?p110α/p85(bovine?(recombinant) |
?ENZO | ?ALX-201-055 | ?Phosphoinositide?3-kinase?p110γ?(human),?(recombinant) |
?ENZO | ?BML-SE436 | ?PI3?kinase?p110α/p85α?(human),(recombinant) |
?BioVision | ?7766-5 | ?PI3K?(p85?)?Protein?? |
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?AXXORA | ?BV-7766 | ?PI3K?(p85?alpha)?Protein |
?AXXORA | ?ALX-201-119-C005 | ?Phosphoinositide?3-kinase?p110α/p85(bovine)?(recombinant) |
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