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注意：因業(yè)務(wù)調(diào)整，暫不接受個人委托測試望見諒。

基本信息

品系名稱：B6-Akt1^tm1小鼠

英文名稱：B6-Akt1^tm1 mice

疾病名稱：糖尿病、癌癥等

相關(guān)基因：NA

背景品系：C57BL/6J

遺傳類型：基因敲除

繁殖方式：HOM X HOM

繁殖代數(shù)：NA

研究用途：糖尿病、癌癥等、細(xì)胞生物學(xué)過程及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方面的研究。

飼養(yǎng)環(huán)境：屏障或隔離環(huán)境

培育單位：北京華阜康生物科技股份有限公司、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實驗動物研究所

保種單位：中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實驗動物研究所

資源鑒定：否

鑒定日期：暫無介紹

特征描述

 

 

蛋白激酶B又名Akt，分子量為56道爾頓，因其具有與蛋白激酶A與C的高度同源性而被命名為蛋白激酶B。隨著小鼠胸腺瘤中的反轉(zhuǎn)錄病毒v—Akt的提純，同源基因c—Akt也被發(fā)現(xiàn)，其編碼的蛋白產(chǎn)物能使絲氨酸／蘇氨酸磷酸化，稱之為絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶Akt。研究發(fā)現(xiàn)，人類至少存在3種Akt家族成員：Aktl／PKBa、Akt2／PKBβ和Akt3／PKBγ．Aktl／2／3分別位于14號染色體短臂3區(qū)2帶，19號染色體短臂l區(qū)3帶和1號染色體短臂4區(qū)4帶。Aktl和Akt2在人體的大腦、胸腺與心肺中廣泛分布，水平較高，而Akt3則主要在人體的大腦和睪丸中表達(dá)，在心肺、脾和骨骼肌中水平較低，該3種異構(gòu)體均有相似的催化功能域，可被第二信使調(diào)節(jié)，是細(xì)胞生長信號通路中的傳感器，在生長因子或胰島素介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中扮演重要角色，在營養(yǎng)代謝、細(xì)胞生長、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和細(xì)胞存活中也具有重要作用。

 

PKB結(jié)構(gòu)

3種Akt的異構(gòu)體都包含相同的保守功能域結(jié)構(gòu)：N端的PH功能域，中間的激酶催化功能域和C端含疏水基序的調(diào)節(jié)功能域．PH功能域包括大約100個氨基酸，可與細(xì)胞膜上由P13K產(chǎn)生的PIP3的頭基結(jié)合，并存在PDKl的結(jié)合位點，阻斷這種結(jié)合會加重AGC激酶活化環(huán)的磷酸化。PKB的催化功能域在分子的中間區(qū)域，與PKC、P70S6K等AGC激酶高度相似，該功能域的氨基小葉中存在一個活化環(huán)，在活化環(huán)中的DFG和APE基序間有一個保守的蘇氨酸殘基308，該殘基的磷酸化可部分激活PKB。所有PKB異構(gòu)體C端均有一個約40個氨基酸的延伸片段，該區(qū)域含有疏水基序(hydrophobicmotif，HM)，人體PKB的HM序列為：苯丙氨酸／脯氨酸／谷氨酰胺／苯丙氨酸／絲氨酸／酪氨酸。當(dāng)PKB的HM發(fā)生缺失突變時，Akt的酶活性會完全喪失，最新的研究表明，HM對于PKB的激酶催化活性具有變構(gòu)調(diào)節(jié)作用，催化功能域的氨基小葉和αB螺旋、αC螺旋以及β—5片狀結(jié)構(gòu)形成一個疏水性的磷酸化袋狀結(jié)構(gòu)，HM通過與該結(jié)構(gòu)的結(jié)合，增強催化功能域的穩(wěn)定性，提高磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移率。

PKB的磷酸化調(diào)節(jié)

PKB含有2個特殊的磷酸化位點，Aktl的蘇氨酸殘基308位于激酶催化功能域的活化環(huán)上，而絲氨酸殘基473則位于C端調(diào)節(jié)域中，Akt2的相應(yīng)殘基為蘇氨酸309和絲氨酸474，而Akt3由于只有454個殘基，其相應(yīng)的殘基位為蘇氨酸305，PKB被IGF-1信號通路激活時，伴隨著蘇氨酸殘基308和絲氨酸殘基473的磷酸化，當(dāng)使用P13K抑制劑時，殘基的磷酸化和PKB的激活同時消失，當(dāng)蘇氨酸殘基308和絲氨酸殘基473發(fā)生丙氨酸突變時，PKB的活性下降85％一95％．而當(dāng)蘇氨酸殘基308或絲氨酸殘基473發(fā)生天冬氨酸突變時，PKB的活性可增大5倍．兩者同時發(fā)生天冬氨酸突變時，PKB的活性可增大20倍，蘇氨酸殘基308發(fā)生單磷酸化時，若絲氨酸殘基473未被磷酸化，C端小葉上的aB和C螺旋以及活化環(huán)會發(fā)生紊亂；若絲氨酸殘基473發(fā)生天冬氨酸突變時，激酶催化功能域會從無序轉(zhuǎn)化為有序，導(dǎo)致激酶催化功能域穩(wěn)定在激活狀態(tài)。蘇氨酸殘基308的磷酸化可部分活化PKB，絲氨酸殘基473的單獨磷酸化則對PKB的活性基本無效，但PKB的完全激活則需要絲氨酸殘基473的磷酸化。蘇氨酸殘基308是被PDKl磷酸化的，但絲氨酸殘基473的磷酸化則充滿爭議．理論上，絲氨酸殘基473的磷酸化和蘇氨酸殘基308一樣依賴于P13K，PDKl應(yīng)成為絲氨酸殘基473的磷酸化激酶，但敲除PDKl的ES細(xì)胞中絲氨酸殘基473呈現(xiàn)出與野生型細(xì)胞相似的磷酸化，而蘇氨酸殘基308的磷酸化則完全消除．但過表達(dá)的PDKl可以增加絲氨酸殘基473的磷酸化，表明PDKl可以間接增加絲氨酸殘基473的磷酸化。有報道認(rèn)為，在某種情況下PKB可以發(fā)生自磷酸化以及絲氨酸殘基473被PDK2磷酸化，此外，ILK也與絲氨酸殘基473的磷酸化相關(guān)，它可以磷酸化絲氨酸殘基473，其抑制劑可以阻斷PKB絲氨酸殘基473的磷酸化，這些研究表明，ILK在絲氨酸殘基473的激活過程中發(fā)揮作用，但能否直接磷酸化PKB則還充滿爭議，研究表明，酪氨酸磷酸化在PKB調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。PKB催化區(qū)域中的酪氨酸殘基315和326可通過PKB C端的脯氨酸／X／X／脯氨酸模序(X為任意氨基酸)與Src分子C端的SH3功能域結(jié)合，導(dǎo)致磷酸化，在胰島素和過釩酸鈉作用下，酪氨酸殘基474會被磷酸化，該殘基突變?yōu)楸奖彼釙r，會減少蘇氨酸殘基308的磷酸化程度，使PKB活性下降55％。PKB的晶體結(jié)構(gòu)顯示，酪氨酸殘基474參與HM與疏水袋結(jié)合的過程，酪氨酸殘基474的芳香環(huán)與亮氨酸殘基214相互作用，羥基與精氨酸殘基207形成氫鍵結(jié)合。因此，當(dāng)474突變后，HM與疏水袋親和力下降，造成PKB的活性降低．而這也會降低PKDl與PKB的作用能力．絲氨酸殘基473與酪氨酸殘基474的磷酸化是互斥的，對磷酰氨基酸和胰蛋白多肽的分析顯示，兩者從不同時磷酸化，這提示磷酸化的絲氨酸殘基474具有阻斷殘基473的作用，表明474殘基的磷酸化可以抑制PKB的活性．由于這些酪氨酸在AGC激酶中普遍存在，這也可能是AGC蛋白家族的普遍調(diào)節(jié)機制。

PKB的上游物質(zhì)

通常，PKB在沒有受到外界刺激時一般以非活化形式在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，當(dāng)存在IGF-1等刺激時，細(xì)胞膜上的受體酪氨酸激酶磷酸化，P13K信號通路激活，P13K是產(chǎn)生第二信使3、4、5三磷酸磷脂酰肌醇的關(guān)鍵酶，3、4、5三磷酸磷脂酰肌醇可與PKB的PH結(jié)構(gòu)域結(jié)合，使PKB從細(xì)胞質(zhì)異位至細(xì)胞膜，并發(fā)生構(gòu)象改變，當(dāng)存在P13K抑制劑或PH功能域缺失時，該異位被阻斷。當(dāng)PKB異位至細(xì)胞膜并發(fā)生構(gòu)象改變后，PIP3可激活PDKl的活性，導(dǎo)致PDKl和PDK2磷酸化激酶催化功能域活化環(huán)上蘇氨酸殘基308和調(diào)節(jié)功能域絲氨酸殘基473磷酸化以及余下的激活過程可被P13K的抑制劑渥曼青霉素和LY294002阻斷。絲氨酸殘基473的磷酸化是PKB激活的關(guān)鍵步驟，可穩(wěn)定其活化狀態(tài)，當(dāng)絲氨酸殘基473被磷酸化后，PKB從細(xì)胞膜進(jìn)人細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核．此外，cAMP-PKA途徑、鈣調(diào)蛋白激酶和熱休克蛋白27等可以獨立激活PKB。

PKB的生理作用

PKB可以促進(jìn)細(xì)胞增殖

p21及其相關(guān)家族成員p27可以通過可逆抑制一些周期素依賴激酶來阻斷細(xì)胞周期，而PKB通過磷酸化p2l可以抑制細(xì)胞周期阻滯，表皮生長因子受體-2在乳腺癌和卵巢癌中過表達(dá)能激活PKB，PKB磷酸化p21的蘇氨酸145殘基．該過程本身不影響p21的抑制作用，但可以阻止p21進(jìn)入細(xì)胞核，而p21必須在細(xì)胞核中才能發(fā)揮其抑制細(xì)胞增殖的作用。PKB還可以調(diào)節(jié)周期素依賴激酶抑制子p27的轉(zhuǎn)錄，激活的PKB或過表達(dá)的PKB可以降低p27在細(xì)胞中的水平，促進(jìn)細(xì)胞增殖．此外，細(xì)胞周期進(jìn)程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)者還包括細(xì)胞周期蛋白(D1／D2／D3)，它可以刺激G1期，其需要細(xì)胞周期蛋白激酶4和細(xì)胞周期蛋白激酶6的活性．細(xì)胞周期蛋白受轉(zhuǎn)錄水平、翻譯和蛋白穩(wěn)定性控制，許多生長因子促進(jìn)細(xì)胞周期蛋白的轉(zhuǎn)錄，P13K信號通路在此過程中扮演重要角色．過表達(dá)的P13K和PKB可以刺激細(xì)胞周期蛋白的翻譯率。細(xì)胞周期蛋白水平受其從細(xì)胞核異位至細(xì)胞膜的影響，在細(xì)胞膜細(xì)胞周期蛋白1可被蛋白體的泛素化降解，其關(guān)鍵的步驟是由GS3磷酸化細(xì)胞周期蛋白l的蘇氨酸殘基286，這可以促進(jìn)細(xì)胞周期蛋白1與核輸出蛋白染色體區(qū)域維持蛋白1的結(jié)合，激活的PKB可以導(dǎo)致GS3的失活，降低GSK3對細(xì)胞周期蛋白1的磷酸化，保持細(xì)胞核中細(xì)胞周期蛋白l的較高水平。E2F是一種通用轉(zhuǎn)錄因子，控制多種DNA合成及細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白基因的轉(zhuǎn)錄，在細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期前，E2F與袋狀分子結(jié)合而處于無活性狀態(tài)．當(dāng)這些袋狀蛋白在細(xì)胞周期蛋白和(或)細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶磷酸化時，E2F被釋放而得以發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)活性．PKB通過降低p27的表達(dá)，使袋狀分子高度磷酸化，促進(jìn)E2F的轉(zhuǎn)錄活性，使細(xì)胞從G1期進(jìn)入s期。

PKB可以抑制細(xì)胞凋亡

血清和某些生長因子能抑制細(xì)胞的凋亡，但它們傳遞抗凋亡信號的機制尚不清楚。Kennedy等研究了5種生長因子的下游底物，Ras、Raf、Src、P13K和PKB的抑制凋亡能力發(fā)現(xiàn)，Ras、Raf和Src都不能傳遞存活信號，而P13K的抑制能促進(jìn)凋亡，PKB的活化則能抑制凋亡。PKB可以通過抑制調(diào)節(jié)凋亡的蛋白來促進(jìn)細(xì)胞生存，PKB的底物BAD可以通過與Bcl—x。的結(jié)合來促進(jìn)凋亡，PKB磷酸化BAD可以使BAD與14—3—3蛋白結(jié)合，阻止其與Bcl-XL結(jié)合來抑制凋亡．叉頭蛋白家族成員都含有Akt磷酸化的序列，可被Akt磷酸化．而磷酸化修飾可使叉頭蛋白改變其細(xì)胞定位，在未被Akt磷酸化修飾時它們大部分定位于細(xì)胞核，促進(jìn)凋亡相關(guān)基因Fas—L和Bim的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)細(xì)胞凋亡．被Akt磷酸化活化后，它們從細(xì)胞核異位至細(xì)胞質(zhì)與14-3-3蛋白結(jié)合，抑制細(xì)胞凋亡。此外，PKB還可以直接磷酸化并抑制caspase蛋白酶．大多數(shù)easpase具有PKB磷酸化位點，調(diào)節(jié)凋亡的關(guān)鍵酶caspase-9的磷酸化位點為絲氨酸196。PKB可以磷酸化caspase-9從而阻斷內(nèi)源性蛋白酶活性，在凋亡控制過程中發(fā)揮重要功能，過表達(dá)的活性PKB還可磷酸化凋亡信號調(diào)節(jié)激酶I的絲氨酸殘基83，抑制其活性，并降低具有促凋亡作用的JNK活性。

PKB促進(jìn)胰島素信號應(yīng)答

PKB是P13K的關(guān)鍵下游效應(yīng)子，PKBβ在脂肪組織等胰島素應(yīng)答組織中高表達(dá)，是保證糖原正常合成的關(guān)鍵基因。PKBβ缺乏的小鼠表現(xiàn)出典型的Ⅱ型糖尿病特征，以及肝臟和肌肉出現(xiàn)胰島素抵抗。隨著胰島素水平增高，胰島的體積和數(shù)量發(fā)生顯著增加。糖原合成酶激酶3在胰島素刺激時可以磷酸化滅活糖原合成酶，該激酶是PKB的底物，GSK3a和β的磷酸化位點絲氨酸21和絲氨酸9均可被PKB磷酸化而失活，PKB的P13K依賴形式介導(dǎo)該過程，構(gòu)成了胰島素調(diào)節(jié)糖原合成信號通路中的重要旁路。研究表明，PKB磷酸化滅活GSK3后，可以導(dǎo)致肝臟和脂肪組織葡萄糖和氨基酸轉(zhuǎn)化為糖原和蛋白質(zhì)。PKB可以磷酸化激活脂肪組織中的cAMP-磷酸二酯酶3B絲氨酸殘基273，導(dǎo)致磷酸二酯酶3B的激活，降低cAMP的活性以及PKA的活性，并調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)環(huán)核苷酸的水平．心臟6-磷酸果糖激酶-2可被PKB磷酸化絲氨酸殘基466，導(dǎo)致酶活性增高，促進(jìn)糖酵解。葡萄糖運輸?shù)鞍?是胰島素敏感的葡萄糖轉(zhuǎn)運分子之一．在胰島素的作用下，GluT4從胞漿向質(zhì)膜移位。Akt可以促進(jìn)葡萄搪的轉(zhuǎn)運和葡萄糖運輸?shù)鞍?向質(zhì)膜的移位，增加葡萄糖的運輸，并可促進(jìn)脂肪細(xì)胞的分化，其可能機制為當(dāng)存在胰島素等刺激因子時，PKB在細(xì)胞膜上被PDKl和PDK2完全活化，進(jìn)入特定的葡萄糖運輸?shù)鞍?小泡中，促使其異位至細(xì)胞膜上，其他PKB的底物包括胰島素受體底物1，它的磷酸化可以抑制P13K募集到細(xì)胞膜上，在胰島素長期刺激時，在切斷P13K活性的負(fù)反饋通路中具有重要作用。PKB的過表達(dá)在幾個胰島素反應(yīng)細(xì)胞株中可以刺激營養(yǎng)的攝取如葡萄糖和氨基酸，并誘導(dǎo)其基因表達(dá)通常介導(dǎo)的胰島素【1】。

PKB與腫瘤血管及侵襲性的關(guān)系

PKB與腫瘤血管生成的關(guān)系

PKB 可直接磷酸化和活化內(nèi)皮型一氧化氮合酶( Endothelialnitric oxide synthase，e NOS)，活化的PKB 可以和 eNOS 共定位于細(xì)胞膜，促進(jìn)新生血管的形成和 VEGF 導(dǎo)致的細(xì)胞遷移。eNOS 是心血管穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)因子，它可以被 PKB 磷酸化絲氨酸-1177 位點而活化，誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生一氧化氮( NO)。PI3K- PKB- eNOS 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路被激活可產(chǎn)生大量 NO，NO 在調(diào)節(jié)血管張力、血管重塑、內(nèi)皮生長和血管生成中起著至關(guān)重要的作用，PKB位于此通路的中心環(huán)節(jié)。Angiopoietin1( ANG1) 是一種促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的分化和血管新生的重要的血管生成因子，ANG1 可以通過激活 PI3K/PKB 的途徑防止內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，還可以激活 eNOS。血管內(nèi)皮生長因子可以誘發(fā)內(nèi)皮細(xì)胞釋放一氧化氮( NO)，釋放的 NO 可上調(diào)某些細(xì)胞血管內(nèi)皮生長因子 mRNA的表達(dá)，增強血管內(nèi)皮生長因子的合成。內(nèi)源性NO和VEGF 之間的良性互動，共同促進(jìn)血管的生成。血管生成與腫瘤的發(fā)生、生長、轉(zhuǎn)移、分期密切相關(guān)，參與腫瘤血管生成的因子中VEGF作用最強。eNOS、HIF 等對 VEGF 起調(diào)節(jié)作用的眾多因子均與 PKB 活化密切相關(guān)，PKB 可能是調(diào)控 VEGF 表達(dá)通路中的關(guān)鍵蛋白，打斷和抑制 PKB 通路，有可能抑制腫瘤血管的生成。有研究顯示，PKB 在 VEGF 誘導(dǎo)的促血管生成作用中起著重要的調(diào)節(jié)作用，周曉東等研究表明，pAkt 蛋白可能促進(jìn)胃癌的血管新生。

PKB與腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)系

腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移是腫瘤細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為，是一個多環(huán)節(jié)、多因素、多基因參與的復(fù)雜過程，也是臨床絕大多數(shù)腫瘤患者致死的原因，因此研究腫瘤細(xì)胞侵襲及轉(zhuǎn)移具有十分重要的臨床意義。近年來研究表明 PI3K/AKT 信號通路在生長性的細(xì)胞遷移和癌細(xì)胞遷移中均發(fā)揮著重要作用，可促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移與侵襲。在哺乳類細(xì)胞中，PI3K/AKT 信號通路通過其下游的效應(yīng)因子如 Rho，Racl 和 cdc42使細(xì)胞骨架重排，調(diào)節(jié)褶皺運動、細(xì)胞運動和細(xì)胞蔓延。PI3K/AKT 信號通路還可通過多種途徑上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶 2 ( matrix me tall oproteinase 2，MMP2) ，促進(jìn)細(xì)胞侵襲。研究表明，PI3K/AKT 通路的活化使腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力增強，PI3K/AKT 通路抑制，可抑制細(xì)胞遷移與侵襲。Kobavashi等研究提示 pAKtser473蛋白的高表達(dá)可能參與促進(jìn)胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移。王艷麗等研究提示抑制此信號通路可以抑制胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、侵襲能力。這些研究結(jié)果均表明 PKB 與腫瘤細(xì)胞侵襲及轉(zhuǎn)移相關(guān)【2】。

PBK與胃癌

PBK與胃癌Akt及pAkt蛋白特異性過表達(dá)于胃癌組織,可能是蛋白翻譯水平和(或)代謝水平改變的結(jié)果。Akt蛋白的磷酸化可能促進(jìn)胃癌細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,VEGF-C可能在其中發(fā)揮重要的介導(dǎo)作用【3】。

PBK與糖尿病

葛根素可增加PKB表達(dá)并改善胰島素抵抗,該作用可能與其增強胰島素生物效應(yīng),減弱脂毒性對胰島素信號通路抑制等機制有關(guān)【5】。PKB/Akt在幾個水平上調(diào)控葡萄糖代謝。(1)通過影響葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白 GLUT1、GLUT3 和 GLUT4 促進(jìn)葡萄糖攝取。PKB/Akt誘導(dǎo)GLUT1 和 GLUT3 的表達(dá), 以及 GLUT4 向質(zhì)膜的移位, 此外, PKB/Akt 也可能通過增加內(nèi)吞影響葡萄糖轉(zhuǎn)運。(2)通過糖原合成酶激酶 3( GSK3)促進(jìn)糖原合成。GSK- 3是第一個被發(fā)現(xiàn)的 PKB/Akt 的生理底物, PI3K、PDK、PKB/Akt 和 GSK3形成了胰島調(diào)節(jié)糖原合成的信號級聯(lián)系統(tǒng)中的一個重要支路。兩種形式的GSK3的異構(gòu)體GSK3α和GSK3β的氨基端都含有PKB/Akt的磷酸化位點, 胰島素通過磷酸化和失活GSK3促進(jìn)糖原合成。(3)通過磷酸果糖激酶 2(6- PF2- K)誘導(dǎo)糖酵解。PKB/Akt可以使心臟特異的6- PF2- KSer466發(fā)生磷酸化, 使其活化促進(jìn)糖酵解【4】。

 

 

動物簡介

營養(yǎng)成分

生物學(xué)特性

遺傳信息

實驗儀器

測試流程

注意事項

1.具體的試驗周期以工程師告知的為準(zhǔn)。

2.文章中的圖片或者標(biāo)準(zhǔn)以及具體的試驗方案僅供參考，因為每個樣品和項目都有所不同，所以最終以工程師告知的為準(zhǔn)。

3.關(guān)于（樣品量）的需求，最好是先咨詢我們的工程師確定，避免不必要的樣品損失。

4.加急試驗周期一般是五個工作日左右，部分樣品有所差異

5.如果對于（B6-Akt1tm1小鼠,動物試驗）還有什么疑問，可以咨詢我們的工程師為您一一解答。