磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)蛋白家族參與細(xì)胞存活、生長、代謝和血糖穩(wěn)態(tài)等多種細(xì)胞功能的調(diào)控。?PI3K激酶活性升高通常與多種癌癥相關(guān)。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(xì)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(xì)胞膜中，含量較為豐富，達(dá)磷脂總量的10%。
PI的肌醇環(huán)上有5個可被磷酸化的位點(diǎn)，多種激酶可磷酸化PI肌醇環(huán)上的第4及第5位點(diǎn)，因而通常在這兩個位點(diǎn)之一或兩位點(diǎn)發(fā)生磷酸化修飾，尤其發(fā)生在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)。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(zhuǎn)移一個磷酸基團(tuán)至位點(diǎn)3，形成的產(chǎn)物對細(xì)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(xì)胞遷移（cell?trafficking)，而未磷酸化的則不能。PI-3,4-二磷酸則可促進(jìn)細(xì)胞的增殖（生長）和增強(qiáng)對凋亡的抗性，而其前體分子PI-4-磷酸則不然。PIP2轉(zhuǎn)換為PI-3,4,5-三磷酸，可調(diào)節(jié)細(xì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)域，與含有相應(yīng)結(jié)合位點(diǎn)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(xì)胞，其余則廣泛分布各種細(xì)胞中。
PI3K的活化很大程度上參與到靠近其質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的底物。多種生長因子和信號傳導(dǎo)復(fù)合物，包括成纖維細(xì)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(diǎn)（docking?site）。然而在某些情況下，受體磷酸化則會介導(dǎo)募集一個接頭蛋白（adaptor?protein）。比如，當(dāng)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(jìn)PI3K的結(jié)合。相似的，當(dāng)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(jié)構(gòu)域均在一個磷酸化位點(diǎn)與接頭蛋白結(jié)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(guān)的PI3K轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)域，因而可使其與PI-3,4-P2或PI-3,4,5-P3相結(jié)合。這種相互作用可以控制蛋白與膜結(jié)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(zhì)間的這種相互作用亦可能引起蛋白構(gòu)像的變化而改變蛋白的功能。PI3K激活的結(jié)果是在質(zhì)膜上產(chǎn)生第二信使PIP3,?PIP3與細(xì)胞內(nèi)含有PH結(jié)構(gòu)域的信號蛋白AKT和PDK1(phosphoinositide?dependent?kinase-1)結(jié)合,?促使PDK1磷酸化AKT蛋白的Ser308導(dǎo)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(yīng)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(zhuǎn)錄因子等下游因子，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能。譬如，AKT刺激葡萄糖的代謝：AKT激活A(yù)S160(AKT底物，160kDa)，進(jìn)而促進(jìn)GLUT4轉(zhuǎn)座和肌細(xì)胞對葡萄糖的吸收。AKT也磷酸化GSK3β而抑制其活性，從而促進(jìn)葡萄糖的代謝和調(diào)節(jié)細(xì)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(fù)調(diào)控，進(jìn)而使得Rheb富集以及對納巴霉素(rapamycin)敏感的mTOR復(fù)合體(mTORC1)的活化。這些作用可激活蛋白的翻譯，增強(qiáng)細(xì)胞的生長。
AKT通過下游多種途徑對靶蛋白進(jìn)行磷酸化而發(fā)揮抗凋亡作用。ATK激活I(lǐng)kB激酶（IKKα）,導(dǎo)致NF-κB的抑制劑IκB的降解,?從而使NF-κB從細(xì)胞質(zhì)中釋放出來進(jìn)行核轉(zhuǎn)位,?激活其靶基因而促進(jìn)細(xì)胞的存活。AKT磷酸化Bcl-2家族成員BAD，使其與14-3-3結(jié)合而阻止其與Bcl-XL結(jié)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(yīng)的激活。腫瘤抑制因子p53為一轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控凋亡、DNA修復(fù)和細(xì)胞周期的停滯。Akt能通過磷酸化P53結(jié)合蛋白MDM2影響P53的活性,?磷酸化的MDM2轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核與P53結(jié)合,?通過增加P53蛋白的降解而影響細(xì)胞存活。Forkhead轉(zhuǎn)錄因子FOXO1(?或FKHR)調(diào)節(jié)涉及多種細(xì)胞功能基因的表達(dá)，包括凋亡、DNA修復(fù)和細(xì)胞周期的停滯和葡萄糖代謝等，AKT磷酸化FOXO1，抑制其核轉(zhuǎn)位而阻止其轉(zhuǎn)錄激活作用。?
Figure?2.?Some?targets?and?processes?affected?by?activated?AKT
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PTEN:?一個關(guān)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(zhuǎn)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(dǎo)事件。通過產(chǎn)生PIP2,?PTEN的功能遠(yuǎn)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(jié)合的PIP2也能介導(dǎo)（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(xì)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(xì)胞的多種功能途徑。PTEN在減弱PIP3信號傳導(dǎo)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(xiàn)
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PI3K研究相關(guān)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 |
?
| 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 |
?GeneTex | ?GTX300032? | ?PI3K-AKT?pathway?Antibody?Panel |
?GeneTex | ?GTX100462 | ?PI3?kinase?p110?alpha?antibody |
?GeneTex | ?GTX104639 | ?PI3?kinase?p110?gamma?antibody?[C3],?C-term |
?GeneTex | ?GTX60565 | ?PIK3CA?antibody?[4F3] |
?GeneTex | ?GTX61208 | ?PI3-kinase?p110?subunit?delta?antibody?[Y387] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? |
?GeneTex | ?GTX89900 | ?PIK3CG?antibody,?C-term |
?GeneTex | ?GTX81224 | ?PIK3R1?antibody,?Y580 |
?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?? |
?BioVision | ?3959BP-50? | ?PI3K?Blocking?Peptide?? |
?AXXORA | ?BV-7766 | ?PI3K?(p85?alpha)?Protein |
?AXXORA | ?ALX-201-119-C005 | ?Phosphoinositide?3-kinase?p110α/p85(bovine)?(recombinant) |
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