氨基酸调控哺乳动物细胞mTORC1上游通路研究进展

作者：骆超超; 郑楠; 赵圣国; 李松励; 文芳; 王加启; 张养东^*

来源：中国农业科学, 2015, S1: 67-74.

• mTORC1
• Rag GTPase
• 氨基酸
• Ragulator
• GATOR

在哺乳动物细胞中,雷帕霉素靶蛋白复合体1(mTORC1)信号通路是细胞感应内外营养素(如氨基酸)、激素(如生长因子)和能量等因素的变化,调节细胞的增殖、生长、蛋白合成和自噬等生命活动的主要信号通路之一。在营养素对细胞中mTORC1信号通路的调控中,氨基酸是重要的调控因子之一。在哺乳动物细胞中,mTORC1被氨基酸磷酸化激活后,通过核糖体蛋白S6激酶1(S6K1)和真核翻译起始因子4E结合蛋白1(4EBP1)两个下游分子参与蛋白质翻译过程,促进蛋白质的合成,但在氨基酸如何调控细胞中mTORC1上游通路方面,还知之甚少。目前研究表明,氨基酸对细胞中mTORC1上游通路的调控可能有如下几个模式:(1)“inside-out”模式,即氨基酸先进入溶酶体内,然后在溶酶体内部通过激活SLC38A9、v-ATPase、Ragulator和Rag GTPase等信号分子募集mTORC1至溶酶体表面并将其激活;(2)GATOR-Rag GTPase模式,即氨基酸进入细胞后在胞浆中通过激活或抑制Sestrins、GATOR2、GATOR1、Skp2和Rag GTPase等信号分子激活mTORC1;(3)亮氨酸调控模式,即亮氨酸通过亮氨酰-tRNA合成酶和Rag GTPase等信号分子激活mTORC1;(4)谷氨酰胺调控模式,即谷氨酰胺通过谷氨酰胺代谢酶、谷氨酰胺产物α-酮戊二酸和小GTP酶ADP核糖基化因子1(Arf1)等信号分子激活mTORC1;(5)其他调控因子。除了上述4种模式外,还有一些在氨基酸调控mTORC1过程中起重要调控作用,但又不归属于上述任何一种调控通路的调控因子。如MAP4K3、B/PR61ε、p62、T1R1/T1R3、TRAF6和SH3BP4等。文章综合近几年的研究,对氨基酸对哺乳动物中mTORC1上游的调控及其可能的通路做一综述。

• 单位
  动物营养学国家重点实验室; 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所; 农业部