Akt 단백질의 개요와 기능
Akt (또는 PKB, Rac) 는 세포 생존과 세포사멸 조절에 핵심적인 역할을 수행합니다[1]. 이 단백질 키나제는 인슐린, 다양한 성장인자 및 생존 인자에 의해 활성화되며, wortmannin-의존 경로를 통해 PI3 kinase을 관여하여 작용합니다[2].
Akt 의 활성화는 인지질 결합과 두 부위에서의 인산화 (catalytic 도메인 Thr308 에 대한 PDK1 매개 인산화 및 carboxyl 말단 Ser473 에 대한 인산화) 이 필요합니다. 이전에 알려지지 않았던 Ser473 에서 Akt 를 인산화하는 PDK2 는 mTOR (rapamycin 의 대상물) 으로 확인되었으며, 이는 rictor 와 Sin1 을 포함하는 rapamycin-insensitive 복합체로 존재합니다[4].
Akt 는 Bad[5], forkhead 전사 인자, c-Raf, 및 caspase-9 등 여러 표적 단백질을 인산화하여 비활성화함으로써 세포사멸을 억제하고 세포 생존을 촉진합니다. PTEN phosphatase 는 PI3K/Akt 신호전달 경로의 주요 음성 조절자입니다[6-9]; LY294002 은 특이적 PI3 kinase 억제제입니다[10].
Akt 의 또 다른 중요한 기능은 GSK-3α 와 GSK-3β[10] 을 인산화하여 비활성화함으로써 당원 합성을 조절하는 것이며, 인슐린 자극된 포도당 수송에도 관여할 수 있습니다[11]. 생존과 당원 합성 조절 외에도 Akt 는 1) cyclin D1 의 GSK-3β-매개 인산화 및 분해를 방지하고, 2) Cyclin-dependent kinase 억제제인 p27 Kip1[14] 과 p21 Waf1/Cip1[15] 을 음성적으로 조절함으로써 세포 주기 조절에 참여합니다.
Akt 는 세포 성장에도 중요한 역할을 합니다: rapamycin-insensitive 복합체에 포함된 raptor 를 직접 인산화하여 mTOR 을 조절할 수 있습니다[16]; 더 중요하게는 Akt 는 mTOR-raptor 복합체 내의 mTOR 음성 조절인자인 tuberous sclerosis protein 2 (TSC2/tuberin) 을 인산화하여 비활성화합니다[17,18].
Akt 신호전달 조절 기작
A. 성장인자 매개 Akt 활성화: 다양한 성장인자와 사이토카인에 반응하여 Akt 는 PI3 kinase 하류에서 다단계 기작을 통해 활성화됩니다. 활성화된 PI3 kinase 는 PIP2 를 PIP3 로 전환하여 세포막 상에 PH 도메인을 가진 단백질 (Akt 와 PDK1 키나제 포함) 에 대한 리쿠르팅 사이트를 제공합니다. 세포막으로 전이된 후 Akt 의 catalytic 도메인은 PDK1 에 의해 인산화되고 hydrophobic motif 은 mTORC2 에 의해 인산화되어 최종적으로 촉매 활성을 부여합니다. 활성화된 Akt 는 세포 내 다양한 하류 표적 단백질을 인산화하여 여러 세포 기능을 조절합니다.
B. Akt 패밀리 구성원들의 중첩 및 특정 기능: 단일/이중 Akt 아형 knock-out 마우스의 표현형 분석을 통해 Akt 아형들 간의 공유적이고 고유한 기능이 규명되었습니다:
- Akt1: 피부, 뼈, 근육 발달, 출생 후 생존, 세포 성장, 혈관신생
- Akt2: 포도당 항상성, 지방분화 (adipogenesis)
- Akt3: 신경 발달, 전체 체중 및 크기, 배아 발달과 생존
C. Akt 아형 기능적 특이성을 결정하는 잠재적 기작: 이는 조직 분포, 조절 파트너, 자극 신호, 세포소기관 위치화 (localization), 특정 조절, 및 기질 (substrate) 특이성을 포함합니다.
인슐린 매개 포도당 수송에서의 Akt2 의 특정 신호전달
인슐린이 지방세포 표면의 인슐린 수용체 (IR) 에 결합하면 수용체가 활성화되고 자가인산화 (autophosphorylation) 를 거쳐, 이후 인슐린 수용체 기질 단백질 (IRS) 을 리쿠르팅하고 인산화합니다. 인산화된 IRS 는 PI3 kinase 가 PIP2 를 PIP3 로 전환하여 Akt 키나제 리쿠르팅을 위한 세포막 사이트를 제공합니다.
PI3 kinase 활성화에 반응하여 Akt1 과 Akt2 는 세포막으로 전이되어 PDK1 과 mTORC2 에 의한 인산화를 통해 활성화됩니다. Akt1/Akt2 리포터 유전자 및 전반사 형광 (TIRF) 현미경을 사용하여 관찰한 결과, 인슐린 자극 후 막 영역 (TIRF zone) 에서 Akt2 가 Akt1 보다 더 많이 축적되는 것을 보았습니다. 이러한 고유한 세포소기관 분포는 GLUT4 를 포함한 소포에 위치할 것으로 추정되는 Rab GAP 단백질인 AS160 의 인산화 및 비활성화를 매개합니다; AS160 이 비활성화되면 GLUT4 소포가 세포막과 결합하고 융합하여 궁극적으로 포도당이 세포 내로 들어갈 수 있습니다.
관련 항체
| Catalog# | Product Name | Reactivity | Application |
|---|---|---|---|
| APRab04209 | Akt (phospho Ser473) Rabbit Polyclonal Antibody | Human, Mouse, Rat, Chicken | IF-P, IF-F, ICC/IF, WB, IHC-P, ELISA |
| AMRe21259 | Akt (pan) Rabbit Monoclonal Antibody | Human, Mouse, Rat | WB, IHC, IF, IP, ELISA |
| AMM86142 | Phospho-Akt (S473) Mouse(7F9) Mouse Monoclonal Antibody | Human | WB, IHC |
| AMRe06740 | AKT1 (5O1) Rabbit Monoclonal Antibody | Human, Mouse | WB, IHC-P, ICC/IF, FC, IP, IF-P |
| APRab04219 | Akt2 (phospho Ser474) Rabbit Polyclonal Antibody | Human, Mouse, Rat | WB, IHC-P, IF-P, IF-F, ICC/IF, ELISA |
| AMM80810 | AKT2 Mouse Monoclonal Antibody | Human, Rat, Monkey | WB, IHC, ICC, ELISA |
| APS0635 | HRP-conjugated Polyclonal Goat Anti-Rabbit IgG(H+L) Secondary Antibody | Rabbit | ELISA, WB, Dot blot |
| APS0631 | HRP-conjugated Polyclonal Goat Anti-Mouse IgG(H+L) Secondary Antibody | Mouse | ELISA, WB, Dot blot |
| AMre80004 | GAPDH (12R9) Rabbit Monoclonal Antibody | Human, Mouse, Rat, Rabbit, Dog, Monkey | WB, ELISA |
관련 제품
참고 문헌
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Flora
Flora 는 EnkiLife 의 기술 지원 전문가로, 면역학 및 신경과학에 전문 지식을 가진 그녀는 고객에게 고품질의 제품 조합과 기술 지원을 제공하여 신경퇴행성 질환 및 기타 신경과학 분야의 연구 달성을 돕습니다.