Informacje o autorze: (1)Whitehead Institute for Biomedical Research i Massachusetts Institute of Technology, Department of Biology, 9 Cambridge Center, MA 0214, USA. Technology, Department of Biology, 9 Cambridge Center, Cambridge, MA 02142, USA. Howarda Hughesa, Wydział Biologii, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02142, USA. of Technology, Cambridge, MA 02139, USA. Koch Institute for Integrative Cancer Research, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, USA. Broad Institute of Harvardu i Massachusetts Institute of Technology, 7 Cambridge Center, Cambridge, MA 02142, USA. (2) Harvard Medical School, 260 Longwood Avenue, Boston, MA 02115, USA. (3)Department of Neurobiology, Howard Hughes Medical Institute, Harvard Medical School, 220 Longwood Avenue, Boston School, 220 Longwood Avenue, Boston, MA 02115, USA. (4) Whitehead Institute for Biomedical Research i Massachusetts Institute of Technology, Department of Biology, 9 Cambridge Center, Cambridge, MA 02142, USA. Howarda Hughesa, Wydział Biologii, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02142, USA. of Technology, Cambridge, MA 02139, USA. Koch Institute for Integrative Cancer Research, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA 02139, USA. Broad Institute of Harvardu i Massachusetts Institute of Technology, 7 Cambridge Center, Cambridge, MA 02142, USA. sabatini@wi.mit.edu. --- Mechanistyczny cel kompleksu rapamycyny (mTOR) 1 (mTORC1) integruje sygnały środowiskowe i wewnątrzkomórkowe w celu regulacji wzrostu komórek. sygnały środowiskowe i wewnątrzkomórkowe w celu regulacji wzrostu komórek. Aminokwasy stymulują aktywację mTORC1 w lizosomie w sposób, który uważa się za zależny od od małych trifosfataz guanozynowych (GTPaz) Rag, kompleksu Ragulator i wakuolarnego H(+) wakuolarnej trifosfatazy H(+)-adenozyny (v-ATPazy). Donosimy, że leucyna i glutamina stymulują mTORC1 przez mechanizmy zależne i niezależne od GTPazy Rag mechanizmy, odpowiednio. Glutamina promowała translokację mTORC1 do lizosomu lizosomu w komórkach z nokautem RagA i RagB i wymagała v-ATPazy, ale nie Ragulator. Ponadto zidentyfikowaliśmy rybosylację adenozynodifosforanu GTPazę czynnika adenozyno-difosforanowego-1, która jest wymagana do aktywacji mTORC1 i lokalizacji lizosomalnej przez glutaminę. Nasze wyniki ujawniają kaskadę sygnalizacyjną do aktywacji mTORC1 niezależną od GTPaz Rag i sugerują, że mTORC1 jest różnie regulowany przez specyficzne aminokwasy. --- Aktywacja ssaczego kompleksu docelowego rapamycyny 1 (mTORC1) przez aminokwasy jest pośredniczą częściowo GTPazy Rag, które wiążą podjednostkę raptorową mTORC1 w sposób stymulowany aminokwasami i promują interakcję mTORC1 z Rheb-GTP. w sposób stymulowany aminokwasami i promują interakcję mTORC1 z Rheb-GTP, natychmiastowym aktywatorem. Tutaj badamy, czy zdolność aminokwasów do regulowania wiązania mTORC1 do Rag i aktywacji mTORC1 jest spowodowana regulacją ładowania nukleotydów guanylowych Rag. Heterodimery Rag in vitro wykazują bardzo szybką, spontaniczną wymianę nukleotydów guanylowych i niezdolność do hydrolizy GTP. Mutacja pętli P Rag odpowiadającej Ras (Ser-17) znosi wiązanie nukleotydów guanylowych. wiązanie nukleotydów guanylowych. Taka mutacja w RagA lub RagB hamuje, podczas gdy w RagC lub RagD zwiększa wiązanie heterodimeru Rag do mTORC1. Wiązanie dzikiego typu i zmutowane heterodimery Rag do mTORC1 in vitro są podobne do tych obserwowanych przy przejściowej ekspresji, ale wiązanie z mTORC1 in vitro jest całkowicie niezależne od Rag ładowanie nukleotydów guanylowych. Komórki HeLa stabilnie nadeksprymujące typ dziki lub RagC wykazują niezmienioną regulację aminokwasową mTORC1. Pomimo niezależnego od aminokwasów wiązania raptora do Rag, mTORC1 jest hamowany przez aminokwas jak w komórkach rodzicielskich. Heterodimery Rag wyekstrahowane ze znakowanych (32) P całych komórek lub tylko z puli związanej z błoną lizosomalną, wykazują konstytutywne ładowanie [(32)P]GTP, które jest niezmienione przez aminokwas aminokwasów. Zatem aminokwasy promują aktywację mTORC1 bez zmiany ładowania Rag GTP Rag. Wiązanie Raptora z Ragiem, choć konieczne, nie jest wystarczające do aktywacji mTORC1. aktywacji mTORC1. Dodatkowe etapy zależne od aminokwasów łączą Rag-mTORC1 z Rheb-GTP. --- Aminokwasy są niezbędne do aktywacji kinazy mTOR (mammalian target of rapamycin). (mTOR), która reguluje translację białek, wielkość komórek i autofagię. Jednak czujnik aminokwasów, który bezpośrednio łączy wewnątrzkomórkową sygnalizację aminokwasów za pośrednictwem kwasów do mTORC1 jest nieznany. Tutaj pokazujemy, że syntetazy leucylo-tRNA (LRS) odgrywa kluczową rolę w aktywacji mTORC1 indukowanej aminokwasami poprzez wykrywanie wewnątrzkomórkowego stężenia leucyny i inicjowanie zdarzeń molekularnych prowadzące do aktywacji mTORC1. Mutacja reszt aminokwasowych LRS ważnych dla wiązania leucyny wiązania leucyny czyni szlak mTORC1 niewrażliwym na wewnątrzkomórkowe poziomy aminokwasów. Pokazujemy, że LRS bezpośrednio wiąże się z GTPazą Rag, mediatorem sygnalizacji aminokwasowej do mTORC1, w sposób zależny od aminokwasów i działa jako białko aktywujące GTPazę (GAP) dla GTPazy Rag w celu aktywacji mTORC1. Ta praca pokazuje, że LRS jest kluczowym mediatorem sygnalizacji aminokwasowej do mTORC1. --- mTORC1 (mammalian target of rampamycin complex 1) jest wysoce konserwatywnym kompleksem białkowym regulującym wzrost i metabolizm komórek poprzez swoją kinazę mTOR (mammalian cel rapamycyny). Aktywność mTOR znajduje się pod kontrolą różnych GTPazy, z których Rheb i Rags odgrywają kluczową rolę. Obecność aminokwasów jest ścisłym wymogiem dla aktywności mTORC1. Heterodimeryczne GTPazy Rag lokalizują mTORC1 do lizosomów poprzez zależne od aminokwasów oddziaływanie z lizosomalnym kompleksem Ragulator. Uważa się również, że Rheb rezyduje na lizosomach w celu aktywować mTORC1. Rheb jest wrażliwy na czynniki wzrostu, ale w połączeniu z PLD1 (fosfolipaza D1), jest również integralną częścią mechanizmu, który stymuluje mTORC1 w odpowiedzi na aminokwasy. W niniejszym artykule przedstawiamy krótki przegląd nowych mechanizmów, za pomocą których aminokwasy wpływają na funkcję Rags. Na podstawie istniejącej literatury postulujemy, że Rheb jest aktywowany w Golgim, skąd przemieszcza się do lizosomów. Dojrzewanie endosomów do lizosomów może być wymagane do zapewnienia ciągłego dostarczania Rheb związanego z GTP dla aktywacji mTORC1, co może pomóc w napędzaniu procesu dojrzewania. --- Mechanistyczny cel kompleksu rapamycyny I (mTORC1) jest centralnym regulatorem wzrostu komórek i organizmów. wzrostu komórek i organizmów, a hiperaktywacja tego szlaku jest w patogenezie wielu ludzkich chorób, w tym raka i cukrzycy. mTORC1 promuje wzrost. mTORC1 promuje wzrost w odpowiedzi na dostępność składników odżywczych, takich jak aminokwasy, takich jak aminokwasy, które kierują mTORC1 na powierzchnię lizosomalną, miejsce jego aktywacji. aktywacji. Sposób, w jaki poziomy aminokwasów są przekazywane do mTORC1, dopiero niedawno dopiero niedawno dzięki odkryciu opartego na lizosomach systemu sygnalizacyjnego złożonego z z Rags (GTPazy związane z Ras) i Ragulator v-ATPazy, GATOR (aktywność GAP w kierunku Rags) i kompleksów folikuliny (FLCN). Lepsze zrozumienie tego tego szlaku nie tylko zapewni wgląd w kontrolę wzrostu, ale także w ludzkie patologie wywołane jego deregulacją.
Który typ GTPaz jest wymagany do aktywacji mTORC1 zależnej od aminokwasów?
Heterodimeryczne GTPazy Rag są wymagane do aktywacji mTORC1 w lizosomie za pośrednictwem aminokwasów