모든 진핵 세포는 환경의 신호에 따라 성장을 조절해야 합니다.

라파마이신(mTOR)의 기계론적 표적과 같은 특정 유전자는 영양소의 가용성, 성장 인자 및 세포 스트레스를 포함한 기본적인 세포 과정을 조절하기 위해 다양한 요인에 반응합니다.

mTOR는 기능적으로 구별되는 두 개의 다단백질 복합체, 즉 mTOR 복합체 1 또는 mTORC1 및 mTOR 복합체 2 또는 mTORC2에 존재하는 포유류 세포의 큰 단백질 키나아제입니다.

엄청나게 복잡한 mTOR 신호 네트워크 중에서 PI(3)K/AKT/mTOR 경로는 세포 성장 제어에서 중요한 역할을 합니다.

인슐린 또는 인슐린 유사 성장 인자에 의한 자극 시, 세포 표면의 수용체 티로신 키나아제는 다운스트림 신호 분자인 포스파티딜이노시톨 3-키나아제 또는 PI(3)K를 활성화합니다.

활성 PI(3)K는 포스파티딜이노시톨 3,4,5-트리스포스페이트 또는 PIP3를 생성하여 3-포스포이노시티드 의존성 키나아제 1 또는 PDK1이 인산화되어 AKT라는 다른 단백질을 활성화할 수 있도록 합니다.

활성 AKT 단백질은 차례로 성장 억제, 투베린-하마틴 복합체 또는 TSC 복합체의 활성을 인산화하고 억제합니다.

TSC 복합체는 GTPase 활성화 활성을 가지고 있습니다. 활성 상태에서는 리소좀 막결합 단백질인 RHEB를 활성 상태에서 비활성 상태로 전환하여 mTORC1을 비활성 상태로 유지합니다.

AKT가 TSC 컴플렉스를 비활성화하면 RHEB는 활성 GTP 바운드 상태로 유지될 수 있습니다. 활성 RHEB는 mTORC1을 추가로 활성화할 수 있습니다.

활성 mTORC1은 단백질 및 지질과 같은 거대분자의 생합성을 상향 조절하고 자가포식을 하향 조절하여 세포 성장과 증식을 지원합니다.

세포 성장과 신진대사에 중요한 역할을 하기 때문에 암세포는 종양 세포의 지속적인 성장을 촉진하기 위해 mTOR 신호 경로를 이용하는 경우가 많습니다. 따라서 mTOR 신호 경로에 있는 유전자는 일반적으로 인간 암에서 돌연변이가 발견됩니다.

이러한 돌연변이는 적절한 신호가 없는 경우에도 mTOR 경로의 비정상적인 활성화를 유발합니다.

결과적으로, 이 경로를 이용하는 암세포는 자가포식을 회피하고 더 많은 단백질과 지질을 합성하여 조기 종양 진행을 지원할 수 있습니다.