2024年3月19日发(作者：在安怡)
２０１５年８月
第２ｌ卷第３期
安庆师范学院学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｑｉｎｇ Ｔｅａｃｈｅｍ Ｃｏｌｌｅｇｅ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ａｕｇ．２０１５
ＶＯＩ．２１ ＮＯ．３
网络出版时间：２０１５—８—２５ １５：４０网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３４．１１５０．Ｎ．２０１５０８２５．１５４０．０２３．ｈｔｍｌ
ｐ７０Ｓ６Ｋ结构与功能研究进展
李 欣
（成都大学体育学院，成都四川６１０６００）
摘要：ｐ７０核糖体蛋白Ｓ６激酶（ｐ７０Ｓ６Ｋ）是ｍＴＯＲ的主要下游作用靶物，在翻译起始、蛋白合成、细胞周期、细胞迁
移等方面具有重要作用。本文综述了ｐＴＯＳ６Ｋ的结构和功能，这对于了解ｐ７０Ｓ６Ｋ以及其调控的相关信号通路分子具有重要
意义。
关键词：ｐＴＯＳ６Ｋ；结构；功能
中图分类号：Ｑ７ 文献标识码：Ａ
Ｄ０Ｉ：１Ｏ．１３７５７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ３４一ｌｌＳ０／ｎ．２０１５．０３．０２３
文章编号：１００７—４２６ｏ（２ｏ１５）０３－００８５—０５
Ｐ７０核糖体蛋白Ｓ６激酶（ｐ７０Ｓ６Ｋ）是哺乳动 １（ａ）是ｐ７０Ｓ６Ｋ家族结构示意图，包括ｐ７０Ｓ６Ｋ和
物雷帕霉素靶蛋白（ｍａｍｍａｌｉａｎ ｔａｒｇｅｔ ｏｆ ｒａｐａｍｙｃｉｎ，
ｍＴＯＲ）的主要下游作用靶物。研究表明，ｍＴＯＲ
信号通路激活蛋白质翻译，调节蛋白质合成，是细
胞生长的中心调控者，在决定细胞、组织及器官大
小中发挥重要作用。ｐ７０Ｓ６Ｋ则在该信号通路中的
翻译起始、蛋白合成、细胞周期、细胞迁移等方面具
有重要作用。以下对ｐ７０Ｓ６Ｋ的结构和功能进行
详细介绍，对其在细胞迁移和神经细胞生长导向等
方面的相关研究进行了展望，以期在肌肉合成和神
经细胞重建等方面获得突破。
ｐ８５Ｓ６Ｋ，ｐ７０Ｓ６Ｋ最左侧含有一个高度保守的氨基
端，其后是一个典型的丝氨酸／苏氨酸激酶催化域，
和一个具有调节功能的羧基端尾，其尾部具有一个
自抑制功能域，是磷酸化Ｓ６的地方。该功能域包
括４个丝氨酸残基，当残基被磷酸化时，该激酶被
激活。ｐ７０Ｓ６Ｋ的磷酸化位点丝氨酸残基４１８同Ｓ６
蛋白的磷酸化位点丝氨酸残基２３６对齐，成为底物
识别的关键 ｊ。图１（ｂ）展示了ｐＴＯＳ６Ｋ和ｐ８５Ｓ６Ｋ
的区别，主要在于磷酸化位点的不同，ｐＴＯＳ６Ｋ和
ｐ８５Ｓ６Ｋ都均有ｓｅｔｌ结构，而ｐ７０Ｓ６Ｋ的ｓｅｔ２结构
（尤其是丝氨酸残基４１１，丝氨酸残基４１８，苏氨酸
残基４２１和丝氨酸残基４２４的存在）导致了
ｐＴＯＳ６Ｋ的雷帕霉素更加敏感。
１ ｐ７０Ｓ６Ｋ结构简介
果蝇细胞只表达一种Ｓ６Ｋ蛋白，而哺乳动物
细胞则表达Ｓ６Ｋ１和Ｓ６ ，目前已经确定了Ｓ６Ｋ１
的两种同源异构体：分子量为７０道尔顿的细胞质
型（ｐＴＯＳ６Ｋ）和８５道尔顿的细胞核型（ｐ８５Ｓ６Ｋ）。
通过研究Ｓ６Ｋ１的ｃＤＮＡ模板发现，该激酶具有一
个催化功能域，可被两种５ 端不同的转录因子编
码，形成两种氨基末端不同的多肽（分子量分别为
５６．２和５９．２道尔顿），较长的多肽形成的蛋白延伸
出一个有２３个氨基酸的核定位序列，其分子量为
８５道尔顿。Ｓ６ｌ＜２存在两种同源异构体：Ｐ５４Ｓ６Ｋ和
ｐ５６Ｓ６Ｋ，但大多在细胞核中存在。如图１所示，图
２￣ＯＳ６Ｋ的磷酸化激活
蛋白质磷酸化是调节和控制蛋白质活性和功
能的最基本、最普遍和最重要的机制。ｐ７０Ｓ６Ｋ本
身并不具有生物活性，须经过磷酸化激活后，蛋白
质结构发生变化，形成一个结构基因，以促进其和
其他蛋白质相互作用而形成多蛋白复合体。目前
研究认为，ｐ７０Ｓ６Ｋ可以通过以下途径被激活调节：
（１）ＰＩ３Ｋ途径，（２）ｍＴＯＲ途径，（３）蛋白激酶Ｃ家
族及小ＧＴＰ酶中的Ｒｈｏ家族相关途径。
收稿日期：２０１４—０９—１５
基金项目：四川省教育厅２０１３年度科研项目（１３ＺＢ０３４０）和成都大学校基金项目（２０１２ＺＪＺ０１）。
作者简介：李欣，男，四川德阳人，博士，成都大学体育学院副教授，研究方向为运动与健康。
第３期 李欣：ｐ７０Ｓ６Ｋ结构与功能研究进展 ・８７・
端非催化区中氨基酸残基的磷酸化并不能充分激
活ｐ７０Ｓ６Ｋ，只要色氨酸残基３８９未被磷酸化，
ｐ７０Ｓ６Ｋ很难发挥它的生理作用。ＰＤＫ１，Ａｋｔ和
ＰＫＣ对色氨酸残基３８９均有磷酸化作用，但ＰＤＫ１
对色氨酸残基３８９的磷酸化并不需要ｐ７０Ｓ６Ｋ的活
ｏｔｉｃ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ２ ｋｉｎａｓｅ，ｅＥＦ２Ｋ）是翻译延伸
的负相调节者，通过磷酸化作用抑制真核生物翻译
延伸因子２的作用，该激酶在丝氨酸残基３６６被
ｐ７０Ｓ６Ｋ磷酸化后即会失活，从而增强蛋白质的合
成［９ ３。
３．２ ｐ７０Ｓ６Ｋ与细胞周期
性，而Ａｋｔ和ＰＫＣ则需要ｐ７０Ｓ６Ｋ本身的活性，这
现象说明ｐ７０Ｓ６Ｋ的激活过程中存在自我磷酸
化现象，即色氨酸残基２２９已被磷酸化后，色氨酸
残基３８９才能被一些激酶充分磷酸化，使ｐ７０Ｓ６Ｋ
一
ｐ７０Ｓ６Ｋ敲除的果蝇细胞，其细胞周期可明显
延长到正常的二倍。经过纳巴霉素处理的小鼠肺
活性进一步增强。其中，ＰＩ３Ｋ和ｍＴＯＲ对色氨酸
残基３８９的磷酸化起着关键性的作用，尤其是
ｍＴＯＲ体系，目前认为色氨酸残基３８９的活性可以
间接代表ｒｏＴＯＲ的活性 。
３ ｐ７０Ｓ６Ｋ功能
３．１ ｐ７０Ｓ６Ｋ与蛋白合成
除最早发现的核糖体蛋白Ｓ６这一种ｐ７０Ｓ６Ｋ
的底物外，到目前已确定了９种不同的底物，其底
物确认原则：（１）该底物具有磷酸化的丝氨酸残基
及识别ｐ７０Ｓ６Ｋ的基团，（２）可在体外被ｐ７０Ｓ６Ｋ磷
酸化，（３）体内该底物的磷酸化与ｐＴｏｓ６Ｋ活性相
关。真核生物核糖体包括两个亚基：４０Ｓ和６０Ｓ。
４０Ｓ包括一个１８Ｓ的ｒＲＮＡ和３３种蛋白质，６０Ｓ具
有５，５．８和２８ＳｒＲＮＡ，以及４６种蛋白质。核糖体
蛋白Ｓ６的磷酸化位点为Ｃ端的丝氨酸残基２３５，
２３６，２４０，２４４和２４７。磷酸化过程按顺序进行，丝
氨酸残基２３６是最主要的磷酸化位点，只有该残基
具有识另 ｐ７０Ｓ６Ｋ的功能 。ｐ７０Ｓ６Ｋ通过磷酸化
核糖体Ｓ６蛋白，达到控制翻译起始的作用。研究
发现，在动物细胞中，编码核糖体蛋白、翻译延伸因
子和翻译起始因子等翻译元件的一类ｍＲＮＡ的翻
译表达受ｐ７０Ｓ６Ｋ控制，这类ｍＲＮＡ的５ 末端普遍
具有聚嘧啶序列（５ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｏｌｉｇｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ ｔｒａｃｔ），
故被称为ＴＯＰ ｍＲＮＡ。ＴＯＰ ｍＲＮＡ的主要特征是，
（１）５ 末端以胞嘧啶为起始，紧接５—１５个连续聚
嘧啶序列；（２）翻译受细胞生长状态的影响；（３）表
达受ｍＴＯＲ信号转导路径调控；（４）翻译调控受５
末端的完整性和ＴＯＰ序列位置的影响 。ＴＯＰ
ｍＲＮＡ编码核糖体蛋白、翻译延长因子和起始因子
等翻译元件，在调节转化效率中扮演重要角色，磷
酸化后的ｓ６蛋白定位在两种核糖体亚基表面，与
ｔＲＮＡ，翻译起始因子和ｍＲＮＡ相互作用，参与ｍＲ－
ＮＡ结合的过程，导致５ ＴＯＰ ｍＲＮＡ的特异性翻译
开始＿８ Ｊ。真核生物翻译延伸因子２激酶（Ｅｕｋａｒｙ—
成纤维细胞重新进人细胞周期时，ｐ７０Ｓ６Ｋ的活性
明显增加，从而促使细胞的生物合成，促进细胞的
生长。细胞的有丝分裂是一个需要大量能量的过
程，细胞的蛋白翻译在这时相对静止，作为具有促
进细胞生物合成作用的重要调节激酶，ｐ７０Ｓ６Ｋ的
活性理应受到抑制，因为大量的能量将被用于染色
体的浓缩、核膜的瓦解及纺锤体的形成等，而不是
生物合成。但研究发现，ｐ７０Ｓ６Ｋ的ｃ端自我抑制
状态在这时已被解除¨ 。ｐ７０Ｓ６Ｋ的丝氨酸残基
４１１、丝氨酸残基４１８、色氨酸残基４２１、丝氨酸残基
４２４、丝氨酸残基４２８和色氨酸残基４４７等磷酸化
位点被磷酸化，对解除ｃ端的自我抑制状态意义重
大 ¨。但这与细胞的生物合成规律似乎存在矛
盾。随着催化亚基ＣＤｃ２的被发现，上诉矛盾得以
解释。实验发现，被阻断在Ｇ０期的鼠科Ｆｒ２１０细
胞中，如果ＣＤｅ２失活，ｐ７０Ｓ６Ｋ磷酸化位点的磷酸
化程度大大下降，同时色氨酸残基３８９的磷酸化会
被增强，这说明ＣＤｅ２在细胞有丝分裂过程中可磷
酸化ｐ７０Ｓ６Ｋ的一些磷酸化位点，但对于ｐ７０Ｓ６Ｋ
活性具有重要意义的色氨酸残基３８９这一位点，
ＣＤｃ２却有间接的抑制作用，进而抑制了ｐ７０Ｓ６Ｋ的
活性，从而维持了细胞有丝分裂与蛋白翻译之间的
平衡 。
３．３ ｐ７０Ｓ６Ｋ与细胞迁移
细胞迁移指的是细胞在接收到迁移信号或感
受到某些物质的浓度梯度后，细胞骨架中的肌动蛋
白通过聚合和解聚合作用，导致细胞底层在细胞边
缘处向外运动而产生的移动。过程中细胞不断重
复着向前方伸出突足，然后牵拉胞体的循环过程。
细胞迁移与细胞觅食、损伤的痊愈、胚胎发生、免
疫、感染和癌症转移等等生理现象密切相关，是目
前细胞生物学研究的一个主要方向。Ｒａｓ相关的
ｃ３肉毒素底物１（Ｒａｃ１）和细胞分裂周期蛋白４２（
ｃｅｌｌ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｃｙｃｌｅ４２，Ｃｄｅ４２）是与细胞迁移相关的
・
８８・ 安庆师范学院学报（自然科学版） ２０１５年
小Ｇ蛋白，Ｒａｃｌ的过表达可激活ｐ７０Ｓ６Ｋ，证实了
ｐ７０Ｓ６Ｋ与细胞骨架的调节相关 ，但其具体机制
仍存在争议。有研究认为ｐ７０Ｓ６Ｋ是与Ｒａｃｌ和
Ｃｄｃ４２一起参与细胞迁移，而一些实验又发现
ｐ７０Ｓ６Ｋ可以直接调控细胞骨架进而间接调节细胞
迁移的证据。第一，ｐ７０Ｓ６Ｋ可共定位于肌动蛋白
张力纤维上，从而参与肌动蛋白的聚合作用；第二，
凝血酶刺激肌动蛋白张力纤维伸长，从而引起细胞
形变的效果可以通过抑制ｍＴＯＲ／ｐ７０Ｓ６Ｋ通路实
现；第三，在与细胞迁移密切相关的肌动蛋白弧上
存在ｐ７０Ｓ６Ｋ定位点 。
３．４ ｐ７０Ｓ６Ｋ与癌症
越来越多的证据表明，在肿瘤发生中存在
ｍＴＯＲ表达失调。ｐＴＯＳ６Ｋ是ｍＴＯＲ的直接作用底
物，被ｍＴＯＲ磷酸化后激活，从而使核糖体４０Ｓ小
亚基易于结合翻译复合物，促进蛋白质合成。目前
的研究发现，ｐＴＯＳＳＫ与肾癌、膀胱癌、食道鳞癌等
肿瘤的发生具有高度相关性。刘国斌检测了肾癌
及正常肾组织中ｍＴＯＲ和ｐ７０Ｓ６Ｋ蛋白的表达，发
现肿瘤组织中ｍＴＯＲ与Ｐ７０Ｓ６Ｋ二者之间具有高
度相关陛，ｐ７０Ｓ６Ｋ在肾癌中呈阳性表达，与临床分
期、分化程度、淋巴转移相关，与性别、年龄无相关
性，证明ｍＴＯＲ／Ｐ７０Ｓ６Ｋ信号通路可能在肾细胞癌
的发生、发展中起重要作用 。侯桂琴的研究表
明，激活的ｍＴＯＲ／ｐ７０Ｓ６Ｋ信号通路在食管鳞癌细
胞生长、增殖和抗凋亡中起着重要作用，该信号通
路可能是食管鳞癌基因治疗中一个重要的分子靶
点 。庄桂山的研究发现，ｐ７０ｓ６ｋ和４ＥＢＰ１在膀
胱癌中呈高表达，且随肿瘤的分级分期增加而表达
增高，提示其与膀胱癌的发生、发展及恶性程度预
后密切相关，对于膀胱癌的诊断治疗及预后有重要
提示意义［ ］。
３．５ ｐ７０Ｓ６Ｋ与神经再生
最新的研究发现，ｐ７０Ｓ６Ｋ与轴突生长和导向
有关。研究发现，在ＨｅＬａ细胞中，当ｍＴＯＲ和
ｐ７０Ｓ６Ｋ共表达时，可以募集甘氨酸受体，影响脊髓
神经元的突触后端中甘氨酸的表达，进而影响轴突
生长 。而有关介导神经细胞骨架重排的研究中
也发现，ｍＴＯＲ／ｐ７０Ｓ６Ｋ可经Ｒｈｏ蛋白募集细胞受
体蛋白，提高细胞肌动蛋白和细胞骨架的协同作
用，从而调控神经细胞导向 。
４研究展望
前期对于ｐ７０ｓ６ｋ的研究主要集中在影响蛋白
合成和调节细胞周期上，但近来越来越多的研究将
焦点集中在了其在肿瘤发生和神经轴突生长上，目
前针对ｐ７０Ｓ６Ｋ信号通路分子（包括ＰＩ３Ｋ和ｍＴＯＲ
的）的抑制剂已经运用在临床试验中。而神经轴突
生长的临床试验也已证明通过ｒｏＴＯＲ／ｐ７０Ｓ６Ｋ／Ｒｈｏ
信号通路，可以有效改善轴突生长情况。因此，针
对ｐ７０Ｓ６Ｋ开发的一系列药物将是治疗肿瘤和轴
突生长的一条有效方法，并具有广泛的研究前景。
参考文献：
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（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｐｏｒｔｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０６００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐ７０Ｓ６Ｋ ｐｌａｙｓ ａ ｋｅｙ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌｌ ｇｒｏｗｔｈ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｃｏｍｐｏ－
ｎｅｎｔｓ ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｕｐ ｈｅ ｐｒｔｏｔｅｉｎ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｐａｒａｔｕｓ，ｍｏｓｔ ｎｏｔａｂｌｙ ｒｉｂｏｓｏｍａｌ ｐｒｏｔｅｉｎｓ．Ｗｅ ｅｖｉｅｗｅｄ ｒｒｅｃｅｎｔ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ
，
ｇｅｎｅｔｉｃ ｎｄ ａ
ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐ７０Ｓ６Ｋ．Ｉｔ ｉｓ ａ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｉｃａｆｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｐ７０Ｓ６Ｋ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｉｇｎａｌ
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2024年3月19日发(作者：在安怡)
２０１５年８月
第２ｌ卷第３期
安庆师范学院学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｑｉｎｇ Ｔｅａｃｈｅｍ Ｃｏｌｌｅｇｅ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ａｕｇ．２０１５
ＶＯＩ．２１ ＮＯ．３
网络出版时间：２０１５—８—２５ １５：４０网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３４．１１５０．Ｎ．２０１５０８２５．１５４０．０２３．ｈｔｍｌ
ｐ７０Ｓ６Ｋ结构与功能研究进展
李 欣
（成都大学体育学院，成都四川６１０６００）
摘要：ｐ７０核糖体蛋白Ｓ６激酶（ｐ７０Ｓ６Ｋ）是ｍＴＯＲ的主要下游作用靶物，在翻译起始、蛋白合成、细胞周期、细胞迁
移等方面具有重要作用。本文综述了ｐＴＯＳ６Ｋ的结构和功能，这对于了解ｐ７０Ｓ６Ｋ以及其调控的相关信号通路分子具有重要
意义。
关键词：ｐＴＯＳ６Ｋ；结构；功能
中图分类号：Ｑ７ 文献标识码：Ａ
Ｄ０Ｉ：１Ｏ．１３７５７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ３４一ｌｌＳ０／ｎ．２０１５．０３．０２３
文章编号：１００７—４２６ｏ（２ｏ１５）０３－００８５—０５
Ｐ７０核糖体蛋白Ｓ６激酶（ｐ７０Ｓ６Ｋ）是哺乳动 １（ａ）是ｐ７０Ｓ６Ｋ家族结构示意图，包括ｐ７０Ｓ６Ｋ和
物雷帕霉素靶蛋白（ｍａｍｍａｌｉａｎ ｔａｒｇｅｔ ｏｆ ｒａｐａｍｙｃｉｎ，
ｍＴＯＲ）的主要下游作用靶物。研究表明，ｍＴＯＲ
信号通路激活蛋白质翻译，调节蛋白质合成，是细
胞生长的中心调控者，在决定细胞、组织及器官大
小中发挥重要作用。ｐ７０Ｓ６Ｋ则在该信号通路中的
翻译起始、蛋白合成、细胞周期、细胞迁移等方面具
有重要作用。以下对ｐ７０Ｓ６Ｋ的结构和功能进行
详细介绍，对其在细胞迁移和神经细胞生长导向等
方面的相关研究进行了展望，以期在肌肉合成和神
经细胞重建等方面获得突破。
ｐ８５Ｓ６Ｋ，ｐ７０Ｓ６Ｋ最左侧含有一个高度保守的氨基
端，其后是一个典型的丝氨酸／苏氨酸激酶催化域，
和一个具有调节功能的羧基端尾，其尾部具有一个
自抑制功能域，是磷酸化Ｓ６的地方。该功能域包
括４个丝氨酸残基，当残基被磷酸化时，该激酶被
激活。ｐ７０Ｓ６Ｋ的磷酸化位点丝氨酸残基４１８同Ｓ６
蛋白的磷酸化位点丝氨酸残基２３６对齐，成为底物
识别的关键 ｊ。图１（ｂ）展示了ｐＴＯＳ６Ｋ和ｐ８５Ｓ６Ｋ
的区别，主要在于磷酸化位点的不同，ｐＴＯＳ６Ｋ和
ｐ８５Ｓ６Ｋ都均有ｓｅｔｌ结构，而ｐ７０Ｓ６Ｋ的ｓｅｔ２结构
（尤其是丝氨酸残基４１１，丝氨酸残基４１８，苏氨酸
残基４２１和丝氨酸残基４２４的存在）导致了
ｐＴＯＳ６Ｋ的雷帕霉素更加敏感。
１ ｐ７０Ｓ６Ｋ结构简介
果蝇细胞只表达一种Ｓ６Ｋ蛋白，而哺乳动物
细胞则表达Ｓ６Ｋ１和Ｓ６ ，目前已经确定了Ｓ６Ｋ１
的两种同源异构体：分子量为７０道尔顿的细胞质
型（ｐＴＯＳ６Ｋ）和８５道尔顿的细胞核型（ｐ８５Ｓ６Ｋ）。
通过研究Ｓ６Ｋ１的ｃＤＮＡ模板发现，该激酶具有一
个催化功能域，可被两种５ 端不同的转录因子编
码，形成两种氨基末端不同的多肽（分子量分别为
５６．２和５９．２道尔顿），较长的多肽形成的蛋白延伸
出一个有２３个氨基酸的核定位序列，其分子量为
８５道尔顿。Ｓ６ｌ＜２存在两种同源异构体：Ｐ５４Ｓ６Ｋ和
ｐ５６Ｓ６Ｋ，但大多在细胞核中存在。如图１所示，图
２￣ＯＳ６Ｋ的磷酸化激活
蛋白质磷酸化是调节和控制蛋白质活性和功
能的最基本、最普遍和最重要的机制。ｐ７０Ｓ６Ｋ本
身并不具有生物活性，须经过磷酸化激活后，蛋白
质结构发生变化，形成一个结构基因，以促进其和
其他蛋白质相互作用而形成多蛋白复合体。目前
研究认为，ｐ７０Ｓ６Ｋ可以通过以下途径被激活调节：
（１）ＰＩ３Ｋ途径，（２）ｍＴＯＲ途径，（３）蛋白激酶Ｃ家
族及小ＧＴＰ酶中的Ｒｈｏ家族相关途径。
收稿日期：２０１４—０９—１５
基金项目：四川省教育厅２０１３年度科研项目（１３ＺＢ０３４０）和成都大学校基金项目（２０１２ＺＪＺ０１）。
作者简介：李欣，男，四川德阳人，博士，成都大学体育学院副教授，研究方向为运动与健康。
第３期 李欣：ｐ７０Ｓ６Ｋ结构与功能研究进展 ・８７・
端非催化区中氨基酸残基的磷酸化并不能充分激
活ｐ７０Ｓ６Ｋ，只要色氨酸残基３８９未被磷酸化，
ｐ７０Ｓ６Ｋ很难发挥它的生理作用。ＰＤＫ１，Ａｋｔ和
ＰＫＣ对色氨酸残基３８９均有磷酸化作用，但ＰＤＫ１
对色氨酸残基３８９的磷酸化并不需要ｐ７０Ｓ６Ｋ的活
ｏｔｉｃ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ２ ｋｉｎａｓｅ，ｅＥＦ２Ｋ）是翻译延伸
的负相调节者，通过磷酸化作用抑制真核生物翻译
延伸因子２的作用，该激酶在丝氨酸残基３６６被
ｐ７０Ｓ６Ｋ磷酸化后即会失活，从而增强蛋白质的合
成［９ ３。
３．２ ｐ７０Ｓ６Ｋ与细胞周期
性，而Ａｋｔ和ＰＫＣ则需要ｐ７０Ｓ６Ｋ本身的活性，这
现象说明ｐ７０Ｓ６Ｋ的激活过程中存在自我磷酸
化现象，即色氨酸残基２２９已被磷酸化后，色氨酸
残基３８９才能被一些激酶充分磷酸化，使ｐ７０Ｓ６Ｋ
一
ｐ７０Ｓ６Ｋ敲除的果蝇细胞，其细胞周期可明显
延长到正常的二倍。经过纳巴霉素处理的小鼠肺
活性进一步增强。其中，ＰＩ３Ｋ和ｍＴＯＲ对色氨酸
残基３８９的磷酸化起着关键性的作用，尤其是
ｍＴＯＲ体系，目前认为色氨酸残基３８９的活性可以
间接代表ｒｏＴＯＲ的活性 。
３ ｐ７０Ｓ６Ｋ功能
３．１ ｐ７０Ｓ６Ｋ与蛋白合成
除最早发现的核糖体蛋白Ｓ６这一种ｐ７０Ｓ６Ｋ
的底物外，到目前已确定了９种不同的底物，其底
物确认原则：（１）该底物具有磷酸化的丝氨酸残基
及识别ｐ７０Ｓ６Ｋ的基团，（２）可在体外被ｐ７０Ｓ６Ｋ磷
酸化，（３）体内该底物的磷酸化与ｐＴｏｓ６Ｋ活性相
关。真核生物核糖体包括两个亚基：４０Ｓ和６０Ｓ。
４０Ｓ包括一个１８Ｓ的ｒＲＮＡ和３３种蛋白质，６０Ｓ具
有５，５．８和２８ＳｒＲＮＡ，以及４６种蛋白质。核糖体
蛋白Ｓ６的磷酸化位点为Ｃ端的丝氨酸残基２３５，
２３６，２４０，２４４和２４７。磷酸化过程按顺序进行，丝
氨酸残基２３６是最主要的磷酸化位点，只有该残基
具有识另 ｐ７０Ｓ６Ｋ的功能 。ｐ７０Ｓ６Ｋ通过磷酸化
核糖体Ｓ６蛋白，达到控制翻译起始的作用。研究
发现，在动物细胞中，编码核糖体蛋白、翻译延伸因
子和翻译起始因子等翻译元件的一类ｍＲＮＡ的翻
译表达受ｐ７０Ｓ６Ｋ控制，这类ｍＲＮＡ的５ 末端普遍
具有聚嘧啶序列（５ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｏｌｉｇｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ ｔｒａｃｔ），
故被称为ＴＯＰ ｍＲＮＡ。ＴＯＰ ｍＲＮＡ的主要特征是，
（１）５ 末端以胞嘧啶为起始，紧接５—１５个连续聚
嘧啶序列；（２）翻译受细胞生长状态的影响；（３）表
达受ｍＴＯＲ信号转导路径调控；（４）翻译调控受５
末端的完整性和ＴＯＰ序列位置的影响 。ＴＯＰ
ｍＲＮＡ编码核糖体蛋白、翻译延长因子和起始因子
等翻译元件，在调节转化效率中扮演重要角色，磷
酸化后的ｓ６蛋白定位在两种核糖体亚基表面，与
ｔＲＮＡ，翻译起始因子和ｍＲＮＡ相互作用，参与ｍＲ－
ＮＡ结合的过程，导致５ ＴＯＰ ｍＲＮＡ的特异性翻译
开始＿８ Ｊ。真核生物翻译延伸因子２激酶（Ｅｕｋａｒｙ—
成纤维细胞重新进人细胞周期时，ｐ７０Ｓ６Ｋ的活性
明显增加，从而促使细胞的生物合成，促进细胞的
生长。细胞的有丝分裂是一个需要大量能量的过
程，细胞的蛋白翻译在这时相对静止，作为具有促
进细胞生物合成作用的重要调节激酶，ｐ７０Ｓ６Ｋ的
活性理应受到抑制，因为大量的能量将被用于染色
体的浓缩、核膜的瓦解及纺锤体的形成等，而不是
生物合成。但研究发现，ｐ７０Ｓ６Ｋ的ｃ端自我抑制
状态在这时已被解除¨ 。ｐ７０Ｓ６Ｋ的丝氨酸残基
４１１、丝氨酸残基４１８、色氨酸残基４２１、丝氨酸残基
４２４、丝氨酸残基４２８和色氨酸残基４４７等磷酸化
位点被磷酸化，对解除ｃ端的自我抑制状态意义重
大 ¨。但这与细胞的生物合成规律似乎存在矛
盾。随着催化亚基ＣＤｃ２的被发现，上诉矛盾得以
解释。实验发现，被阻断在Ｇ０期的鼠科Ｆｒ２１０细
胞中，如果ＣＤｅ２失活，ｐ７０Ｓ６Ｋ磷酸化位点的磷酸
化程度大大下降，同时色氨酸残基３８９的磷酸化会
被增强，这说明ＣＤｅ２在细胞有丝分裂过程中可磷
酸化ｐ７０Ｓ６Ｋ的一些磷酸化位点，但对于ｐ７０Ｓ６Ｋ
活性具有重要意义的色氨酸残基３８９这一位点，
ＣＤｃ２却有间接的抑制作用，进而抑制了ｐ７０Ｓ６Ｋ的
活性，从而维持了细胞有丝分裂与蛋白翻译之间的
平衡 。
３．３ ｐ７０Ｓ６Ｋ与细胞迁移
细胞迁移指的是细胞在接收到迁移信号或感
受到某些物质的浓度梯度后，细胞骨架中的肌动蛋
白通过聚合和解聚合作用，导致细胞底层在细胞边
缘处向外运动而产生的移动。过程中细胞不断重
复着向前方伸出突足，然后牵拉胞体的循环过程。
细胞迁移与细胞觅食、损伤的痊愈、胚胎发生、免
疫、感染和癌症转移等等生理现象密切相关，是目
前细胞生物学研究的一个主要方向。Ｒａｓ相关的
ｃ３肉毒素底物１（Ｒａｃ１）和细胞分裂周期蛋白４２（
ｃｅｌｌ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｃｙｃｌｅ４２，Ｃｄｅ４２）是与细胞迁移相关的
・
８８・ 安庆师范学院学报（自然科学版） ２０１５年
小Ｇ蛋白，Ｒａｃｌ的过表达可激活ｐ７０Ｓ６Ｋ，证实了
ｐ７０Ｓ６Ｋ与细胞骨架的调节相关 ，但其具体机制
仍存在争议。有研究认为ｐ７０Ｓ６Ｋ是与Ｒａｃｌ和
Ｃｄｃ４２一起参与细胞迁移，而一些实验又发现
ｐ７０Ｓ６Ｋ可以直接调控细胞骨架进而间接调节细胞
迁移的证据。第一，ｐ７０Ｓ６Ｋ可共定位于肌动蛋白
张力纤维上，从而参与肌动蛋白的聚合作用；第二，
凝血酶刺激肌动蛋白张力纤维伸长，从而引起细胞
形变的效果可以通过抑制ｍＴＯＲ／ｐ７０Ｓ６Ｋ通路实
现；第三，在与细胞迁移密切相关的肌动蛋白弧上
存在ｐ７０Ｓ６Ｋ定位点 。
３．４ ｐ７０Ｓ６Ｋ与癌症
越来越多的证据表明，在肿瘤发生中存在
ｍＴＯＲ表达失调。ｐＴＯＳ６Ｋ是ｍＴＯＲ的直接作用底
物，被ｍＴＯＲ磷酸化后激活，从而使核糖体４０Ｓ小
亚基易于结合翻译复合物，促进蛋白质合成。目前
的研究发现，ｐＴＯＳＳＫ与肾癌、膀胱癌、食道鳞癌等
肿瘤的发生具有高度相关性。刘国斌检测了肾癌
及正常肾组织中ｍＴＯＲ和ｐ７０Ｓ６Ｋ蛋白的表达，发
现肿瘤组织中ｍＴＯＲ与Ｐ７０Ｓ６Ｋ二者之间具有高
度相关陛，ｐ７０Ｓ６Ｋ在肾癌中呈阳性表达，与临床分
期、分化程度、淋巴转移相关，与性别、年龄无相关
性，证明ｍＴＯＲ／Ｐ７０Ｓ６Ｋ信号通路可能在肾细胞癌
的发生、发展中起重要作用 。侯桂琴的研究表
明，激活的ｍＴＯＲ／ｐ７０Ｓ６Ｋ信号通路在食管鳞癌细
胞生长、增殖和抗凋亡中起着重要作用，该信号通
路可能是食管鳞癌基因治疗中一个重要的分子靶
点 。庄桂山的研究发现，ｐ７０ｓ６ｋ和４ＥＢＰ１在膀
胱癌中呈高表达，且随肿瘤的分级分期增加而表达
增高，提示其与膀胱癌的发生、发展及恶性程度预
后密切相关，对于膀胱癌的诊断治疗及预后有重要
提示意义［ ］。
３．５ ｐ７０Ｓ６Ｋ与神经再生
最新的研究发现，ｐ７０Ｓ６Ｋ与轴突生长和导向
有关。研究发现，在ＨｅＬａ细胞中，当ｍＴＯＲ和
ｐ７０Ｓ６Ｋ共表达时，可以募集甘氨酸受体，影响脊髓
神经元的突触后端中甘氨酸的表达，进而影响轴突
生长 。而有关介导神经细胞骨架重排的研究中
也发现，ｍＴＯＲ／ｐ７０Ｓ６Ｋ可经Ｒｈｏ蛋白募集细胞受
体蛋白，提高细胞肌动蛋白和细胞骨架的协同作
用，从而调控神经细胞导向 。
４研究展望
前期对于ｐ７０ｓ６ｋ的研究主要集中在影响蛋白
合成和调节细胞周期上，但近来越来越多的研究将
焦点集中在了其在肿瘤发生和神经轴突生长上，目
前针对ｐ７０Ｓ６Ｋ信号通路分子（包括ＰＩ３Ｋ和ｍＴＯＲ
的）的抑制剂已经运用在临床试验中。而神经轴突
生长的临床试验也已证明通过ｒｏＴＯＲ／ｐ７０Ｓ６Ｋ／Ｒｈｏ
信号通路，可以有效改善轴突生长情况。因此，针
对ｐ７０Ｓ６Ｋ开发的一系列药物将是治疗肿瘤和轴
突生长的一条有效方法，并具有广泛的研究前景。
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第３期 李欣：ｐ７０Ｓ６Ｋ结构与功能研究进展 ・８９・
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ｌａｒ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｏｎｅｏ１．Ｒｅｐ．，２０１４，３２（４）：１５３１—６．
Ａｄｖａｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐ７０８６Ｋ
Ｕ ｘｉｎ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｐｏｒｔｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０６００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐ７０Ｓ６Ｋ ｐｌａｙｓ ａ ｋｅｙ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌｌ ｇｒｏｗｔｈ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｃｏｍｐｏ－
ｎｅｎｔｓ ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｕｐ ｈｅ ｐｒｔｏｔｅｉｎ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｐａｒａｔｕｓ，ｍｏｓｔ ｎｏｔａｂｌｙ ｒｉｂｏｓｏｍａｌ ｐｒｏｔｅｉｎｓ．Ｗｅ ｅｖｉｅｗｅｄ ｒｒｅｃｅｎｔ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ
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ｇｅｎｅｔｉｃ ｎｄ ａ
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Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐＴＯＳ６Ｋ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ