ホスホイノシチド3-キナーゼ阻害剤、WortmanninおよびLY294002によるラパマイシンの哺乳類標的のシグナル伝達機能の直接阻害

免疫抑制剤であるラパマイシンは、ラパマイシン（MTOR）の哺乳類標的と呼ばれる新規キナーゼの機能を妨害することにより、細胞の成長を阻害します。mTORの推定触媒ドメインは、哺乳類および酵母ホスファチジルイノシトール（PI）3-キナーゼの推定触媒ドメインと類似しています。この研究は、MTORが活性化Tリンパ球における真核生物開始因子4E（EIF-4E）結合タンパク質、PHAS-1のリン酸化につながるサイトカイントリガープロテインキナーゼカスケードの成分であることを示しています。このイベントは、EIF-4E依存性翻訳開始を刺激することにより、G1相の進行を促進します。ラパマイシンの成長阻害作用に対する耐性のために選択された変異Yac-1 Tリンパ腫細胞株は、PHAS-1リン酸化に対するこの薬の抑制効果に対応して耐性がありました。対照的に、Pi 3-キナーゼ阻害剤であるWortmanninは、ラパマイシン感受性および耐性T細胞の両方におけるPHAS-1のリン酸化を減少させました。同様の薬物濃度（0.1-1マイクローム）で、ワートマンニンはmTORのセリン特異的オートキナーゼ活性を不可逆的に阻害しました。mTORのオートキナーゼ活性は、哺乳類のP85-P110ヘテロジマーの脂質キナーゼ活性の阻害に必要な濃度（1-30マイクローム）で、構造的に異なるPi 3-キナーゼ阻害剤LY294002に敏感でした。これらの研究は、mTORのシグナル伝達機能、および潜在的に他の高分子量PI 3-キナーゼホモログのシグナル伝達が、ワートマニンまたはLY294002による細胞治療によって直接影響を受けることを示しています。

The immunosuppressant, rapamycin, inhibits cell growth by interfering with the function of a novel kinase, termed mammalian target of rapamycin (mTOR). The putative catalytic domain of mTOR is similar to those of mammalian and yeast phosphatidylinositol (PI) 3-kinases. This study demonstrates that mTOR is a component of a cytokine-triggered protein kinase cascade leading to the phosphorylation of the eukaryotic initiation factor-4E (eIF-4E) binding protein, PHAS-1, in activated T lymphocytes. This event promotes G1 phase progression by stimulating eIF-4E-dependent translation initiation. A mutant YAC-1 T lymphoma cell line, which was selected for resistance to the growth-inhibitory action of rapamycin, was correspondingly resistant to the suppressive effect of this drug on PHAS-1 phosphorylation. In contrast, the PI 3-kinase inhibitor, wortmannin, reduced the phosphorylation of PHAS-1 in both rapamycin-sensitive and -resistant T cells. At similar drug concentrations (0.1-1 microM), wortmannin irreversibly inhibited the serine-specific autokinase activity of mTOR. The autokinase activity of mTOR was also sensitive to the structurally distinct PI 3-kinase inhibitor, LY294002, at concentrations (1-30 microM) nearly identical to those required for inhibition of the lipid kinase activity of the mammalian p85-p110 heterodimer. These studies indicate that the signaling functions of mTOR, and potentially those of other high molecular weight PI 3-kinase homologs, are directly affected by cellular treatment with wortmannin or LY294002.