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2010年第46卷第1期ReviewPapers·综述

mTOR对信号通路调控的研究进展

綦松智，吴登俊*，张中显
（四川农业大学动物科技学院，四川雅安625014）

摘要：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路是最近新出现的细胞内重要信号途径，该途径在进化上高
度保守，主要通过PI3K/Akt/mTOR信号通路磷酸化激活来调控细胞分裂、促进转录、信号翻译等，从而控制蛋白
合成来调节细胞生长。mTOR作为一种重要的调节基因通过调节细胞周期、蛋白质合成、细胞能量代谢等多种途
径发挥重要的生理功能，在细胞增殖、生长、分化过程中起着中心调控点的作用。
关键词：mTOR；信号通路；综述；PI3K/Akt/mTOR
中图分类号：S823.1文献标识码：A文章编号：0258-7033（2010）01-0057-04

哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammaliantargetof复合物域mTOR相互作用的区域，FRB下游大约
rapamycin，mTOR)是一种非典型的丝氨酸／苏氨酸500个氨基酸残基处为FAT域（thefocaladhesion
蛋白激酶[1]，mTOR信号通路由于处于生长调节的中targetingdomain），作用可能是与mTOR分子末端的
心环节而倍受关注。本文着重阐述了对mTOR信号FATC域（thefocaladhesiontargetingdomainofC-ter-
途径有激活作用的上游元件和影响蛋白质合成的下minal）形成一个空间结构，从而暴露mTOR分子的
游靶点，以此通过对mTOR基因及信号通路功能的催化域。FATC域和NRD域位于mTOR分子羧基端
深入研究，进一步了解细胞的生命活动规律，为我们末端，其中NRD域在FATC和激酶催化域之间，是
动物遗传育种提供技术指导与理论依据。mTOR的负性调节域，而FATC域对mTOR的活性有
着至关重要的作用，FATC结构中任何一个氨基酸残
1mTOR基因的结构
基的缺失都能使mTOR丧失催化能力。mTOR不同
Brown等[1]证实并克隆了哺乳动物雷帕霉素靶结构域和不同蛋白结合在细胞内可形成2种主要不
蛋白（mTOR），而TOR最初是在啤酒酵母的突变株同复合物，即mTOR-Raptor复合物和mTOR-Richtor
TOR1和TOR2中发现的，是一类进化上非常保守的复合物[4]。
蛋白激酶家族，具有免疫抑制作用，广泛存在于各种
2mTOR信号通路的上、下游调控
生物细胞中。
人类的mTOR基因位于1号染色体短臂mTOR信号通路的基本结构包括2条上游调控
（1p36.2），分子量是289ku，由2549个氨基酸组成[2]，途径和2条下游调控途径，见图1。mTOR调控主要
是一类进化上非常保守的蛋白激酶家族，广泛存在受到2条信号通路调节，即PI3K/Akt/mTOR信号通
于各种生物细胞中。mTOR分子的氨基端存在20个路和LKB1/AMPK/mTOR信号通路[5]。mTOR通过上
串联重复序列，每一个重复序列包含2个分别由40游信号通路被磷酸化后产生应答效应，调节2条不
个氨基酸残基组成的α螺旋，每个螺旋都由1个同的下游通路，包括4EBP1和核糖体S6蛋白激酶
亲水基团和1个疏水基团组成，介导蛋白质之间（S6K）通路，分别控制特定亚组的mRNAs翻译[6]。
的相互作用[3]。mTOR分子羧基端的催化结构域与2.1mTOR信号通路的上游调控在哺乳动物细胞
PI3K激酶脂激酶结构域高度同源。蛋白激酶的上游中，调控mTOR活性的上游信号主要包括各种生长
是FRB域（FKBP12-Rapamycinbingdingdomain），为因子、氨基酸和ATP活化。生长因子调控mTOR信
FKBP12（FK506-bingdingprotein,FKBP）-雷帕霉素号转导是通过PI3K/Akt/mTOR通路实现的，而氨基
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酸和ATP活化mTOR的机制目前尚不十分清楚。
收稿日期：2008-10-23；修回日期：2009-05-11
信号通路与细胞生长增殖密切
作者简介：綦松智（1982-），女，山东烟台人，在读硕士生PI3K/Akt/mTOR、
*通讯作者相关。生长因子通过与其受体结合激活细胞内的突

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综述·ReviewPapers2010年第46卷第1期

因mRNA的翻译功能，这些mRNA经常编码一些核
糖体蛋白和其他翻译调节蛋白[14]。4EBP1是mTOR
的另外一个靶点，它通过和真核细胞翻译启动因子
4E（elF-4E）结合，从而抑制蛋白翻译。4EBP1经
mTOR作用后发生磷酸化，导致4EBP1从elF-4E释
放出来，从而降低了4EBP1对elF-4E依赖的翻译
起始的抑制作用。由于elF-4E的表达增高，这