Virkningsmekanisme

Reseptoraktivering ved hjelp av fosforylering av intracellulære proteiner i en kaskadereaksjon er en velkjent virkningsmekanisme i celler. Slike kaskadesystemer har opplagte fordeler:

• Signalforsterkning fra signalstoff til effekt
• Reguleringsmuligheter på flere trinn i signalkaskaden

Samtidig finnes det ulemper ved en slik kompleks virkningsmekanisme:

• Økt risiko for feil på noen av proteinene i kaskaden

Mutasjoner i proto-onkogener kan danne onkogener som kan føre til at det oppstår forandringer i reaksjonsveien som gjør at den alltid er aktivert. På samme vis kan hemmende faktorer i en kaskadevei bli slått ut ved mutasjoner i tumor suppressor-gener og kaskaden blir overaktivert.

 

mTOR-veien oppstrøms

mTOR er et felles møtested for to sentrale kaskader eller aktiveringsveier i forhold til cellevekst og cellemetabolisme:

• Vekstfaktor-stimulert vei
• Næringsstoff-aktivert vei
  

 

Vekstfaktor-stimulert vei

Ulike vekstfaktorer aktiverer en kaskade som setter i gang mTOR-aktivitet.

 

Næringsstoff-aktivert vei

Ved god tilgang på næringsstoffer aktiveres ikke denne veien. Ved lav tilgang på næringsstoffer aktiveres denne kaskaden som til slutt hemmer mTOR-aktivering.

Disse to banene går sammen og påvirkes av hverandre. mTOR blir derfor en tolker av vekstsignaler og forutsetningene for å gjennomføre den stimulerte veksten. For å respondere på vekstsignaler må cellen være optimalisert med næringsstoffer. Mangler næringsstoffer vil cellen ikke starte vekst før den har optimalisert sitt næringsgrunnlag.

 

mTOR-veien nedstrøms

Uansett hva som aktiverer mTOR vil dette resultere i de samme hendelsene videre. Hovedeffekten etter mTOR aktivering er at proteinsyntesen øker (translasjonen). Dette skjer via to nedstrømsveier. Den ene veien er forårsaket av aktivering av et enzym (S6K1) som stimulerer til proteinsyntese og celleproliferasjon. Den andre utgjøres av et hemmende protein, 4E-BP1, som ved fosforylering mister sin hemmende effekt og bidrar til økt proteinsyntese.

Alt i alt vil virkningsmekanisme nedstrøms føre til:

• økt celledeling ved å påvirke dannelsen av cykliner
• økt cellestoffskifte ved å fremme opptak av næringsstoffer
• økt angiogense ved å stimulere dannelsen av vekstfaktorer

 

Bakgrunnsstoff

mTORs virkningsmekanisme innebærer at den stimulerer til proteinsyntese, men påvirker ikke RNA-syntese direkte. Denne virkningsmekanisme forklares slik:

 

Proteinsyntesen (translasjon)

Proteinsyntesen eller translasjonen er en energikrevende prosess som foregår ute i cytoplasmaet på ribosomer. Ribosomene består av proteiner og ribosomalt RNA, rRNA. mTOR er med på å stimulere til proteinsyntese ved å legge forholdene til rette for dette. Proteinsyntesen optimaliseres blant annet ved å økte antall tilgjengelige ribosomer og øke aminosyretilgangen.

 

RNA-syntese (transkripsjon)

Proteinoppskriften inne i genene på DNA overføres til cellene via messenger RNA, mRNA. Ved stimulering skjer en kopiering av DNA og mRNA produseres. Denne mRNA syntesen eller transkripsjonen er egentlig starten på proteinsyntesen. mRNA fraktes ut i cytoplasma hvor den avleses på ribosomer, og translasjonen kan starte. mTOR påvirker ikke transkripsjonen direkte som andre vekstfremmende mekanismer gjør.

 

Oppdatert 4 Oktober, 2010

Tilbake til toppen