MTOR

**Sisarski cilj za rapamicin** (**mTOR**), znan i kao **mehanistički cilj rapamicina**, a ponekad i kao  **FK506-vezujući protein 12-rapamicinu pridruženi protein 1**  (FRAP1), jest kinaza koji je kod ljudi kodiran genom **MTOR** sa hromosoma 1. mTOR je član porodice protein-kinaza,  fosfatidilinozitol 3-kinaza-vezane kinaze.

mTOR se povezuje sa drugim proteinima i služi kao osnovna komponenta dva različita proteinska kompleksa, mTOR kompleksa 1 i mTOR kompleksa 2, koji regulišu različite ćelijske procese. Konkretno, kao ključna komponenta oba kompleksa, mTOR funkcionira kao serin/treonin protein-kinaza koja regulira ćelijski rast, proliferaciju ćelija, ćelijski motilitet, preživljavanje ćelije, sintezu proteina, autofagiju i transkripciju. Kao jezgarna komponenta mTORC2, mTOR također funkcionira kao tirozin protein-kinaza koja promovira aktivaciju insulinskih receptora i insulinolikog receptora faktora rasta 1. mTORC2 je također uključen u kontrolu i održavanje aktinskog citoskeleta. mTOR-ski put je centralni regulator metabolizma i fiziologije sisara, s važnom ulogom u funkciji tkiva,  uključujući jetru, mišiće, bijelo i smeđe masno tkivo, i mozak; disreguliran je kod ljudskih bolesti, kao što su dijabetes, gojaznost, depresija i određeni karcinomi. Rapamicin inhibira mTOR povezujući se sa njegovim unutarčelijskim receptorom FKBP12. Kompleks FKBP12–rapamicin vezuje se direktno za FKBP12-rapamicinvezujući (FRB) domen mTOR, inhibirajući njegovu aktivnost.]]
mTOR je katalitska podjedinica dva strukturno različita kompleksa: mTORC1 i mTORC2. The two complexes localize to different subcellular compartments, thus affecting their activation and function. Nakon aktivacije Rheb-om, mTORC1 se lokalizira na Ragulator-Rag kompleks na površini lizosoma gdje tada postaje aktivan, u prisustvu dovoljno aminokiselina.

## Klinički značaj 
### Starenje 
]
Utvrđeno je da smanjena aktivnost TOR produžava životni vijek u *S. cerevisiae*, *C. elegans,* i *D. melanogaster*. Potvrđeno je da mTOR-ov inhibitor, rapamicin produžava životni vijek miševa.

Pretpostavlja se da neki režimi ishrane, kao što su ograničenje kalorija i ograničenje metionina, uzrokuju produženje životnog vijeka, smanjenjem mTOR-ske aktivnosti. Alternativna teorija je da je mTOR signalizacija primjer antagonističke plejotropije, a dok je visoka signalizacija mTOR dobra tokom ranog života, održava se na neprikladno visokom nivou u starosti. Restrikcija kalorija i restrikcija metionina mogu djelomično djelovati ograničavanjem nivoa esencijalnih aminokiselina, uključujući leucin i metionin, koji su snažni aktivatori mTOR-a.  Pokazalo se da davanje leucina u mozak pacova smanjuje unos hrane i tjelesnu težinu putem aktivacije mTOR puta u hipotalamusu.

### Kancer 
Prekomjerna aktivacija signalizacije mTOR-a značajno doprinosi započinjanju i razvoju tumora, a otkriveno je da je aktivnost mTOR deregulirana kod mnogih tipova karcinoma uključujući karcinome dojke, pluća, prostate, melanoma, mjehura, mozga i bubrega. Ima nekoliki razloga za konstitutivnu aktivaciju. Među najčešćim su mutacije tumor supresorskog gena PTEN. PTEN-ova fosfataza negativno utiče na signalizaciju mTOR, ometanjem efekta PI3K, uzvodnog efektora mTOR. Osim toga, aktivnost mTOR je deregulirana kod mnogih karcinoma, kao posljedica povećane aktivnosti PI3K ili Akt. Slično tome, prekomjerna ekspresija nizvodnih mTOR efektora 4E-BP1, S6K i eIF4E dovodi do loše prognoze raka. Također, mutacije TSC proteina koje inhibiraju aktivnost mTOR-a mogu dovesti do stanja pod nazivom kompleksne gomoljasate skleroze, koje se ispoljava kao benigne lezije i povećava rizik od karcinomskih  ćelija bubrežne skleroze.

Pokazalo se da povećanje aktivnosti mTOR-a pokreće progresiju ćelijskog ciklusa i povećava ćelijsku proliferaciju uglavnom zbog njegovog efekta na sintezu proteina. Štaviše, aktivni mTOR podržava rast tumora takođe indirektno inhibirajući autofagiju. Konstitutivno aktivirani mTOR funkcionira u opskrbi karcinomskih ćelija kisikom i hranjivim tvarima, povećanjem translacije HIF1A i podržavanjem angiogeneze. mTOR također pomaže u još jednoj metaboličkoj adaptaciji kancerogenih ćelija, kako bi podržao njihovu povećanu stopu rasta – aktivaciju glikolitskog metabolizma. Akt2, supstrat mTOR-a, posebno mTORC2, pojačava ekspresiju glikolitskog enzima PKM2 doprinoseći tako Warburgovom efektu.

### Poremećaji centralnog nervnog sistema / Funkcija mozga 
#### Autizam 
mTOR je umiješan u neuspjeh mehanizma 'orezivanja' ekscitatornih sinapsi kod poremećaja iz autističkog spektra.

#### Alzheimerova bolest 
mTOR signalizacija se ukršta sa  nekoliko aspekata patoloških prfomjena kod Alzhemerovw bolesti (AD), sugerirajući njegovu potencijalnu ulogu kao doprinosa progresiji bolesti. Općenito, nalazi pokazuju hiperaktivnost signalizacije mTORa u mozgu sa AD. Naprimjer, postmortem studije ljudskog mozga sa AD otkrivaju disregulaciju u PTEN, Akt, S6K i mTOR. Signalizacija mTOR-a povezana je usko s prisustvom rastvorljivih beta (Aβ) i tau proteina, koji se agregiraju i formiraju dva obilježja bolesti, Aβ plakove i neurofibrilne čvorove.  *In vitro* studije pokazale su da je Aβ aktivator PI3K/AKT put, koji zauzvrat aktivira mTOR.  Osim toga, primjena Aβ na N2K ćelije povećava ekspresiju p70S6K, nizvodne mete mTOR-a, za koju se zna da ima veću ekspresiju u neuronima koji na kraju razvijaju neurofibrilske zaplete.  Ćelije jajnika kineskog hrčka transficirane 7PA2 porodičnom AD mutacijom također pokazuju povećanu aktivnost mTOR-a u odnosu na kontrole, a hiperaktivnost je blokirana pomoću inhibitora gama-sekretaze.  Ove *in vitro* studije ukazuju na to da povećanje koncentracije Aβ povećava signalizaciju mTOR-a; međutim, smatra se da značajno velike, citotoksične koncentracije Aβ smanjuju tu signalizaciju.

U skladu sa podacima uočenim *in vitro*, pokazalo se da su aktivnost mTOR-a i aktivirani p70S6K značajno povećani u korteksu i hipokampusu životinjskih modela AD, u poređenju sa kontrolama.  Farmakološko ili genetičko uklanjanje Aβ u životinjskim modelima AD eliminira poremećaj normalne aktivnosti mTOR-a, ukazujući na direktnu uključenost Aβ u njegovu signalizaciju.  S obzirom na ove nalaze, čini se da je signalni put mTOR-a jedan od mehanizama Aβ-indukovane toksičnosti u AD.
.

### Limfoproliferativne bolesti
Hiperaktivni putevi mTOR-a su identificirani kod određenih limfoproliferativnih bolesti, kao što su autoimunski limfoproliferativni sindrom (ALPS), multicentrična Castlemanova bolest, i posttransplantacijski limfoproliferativni poremećaj (PTLD).

### Sinteza proteina i rast ćelija
Aktivacija mTORC1 potrebna je za sintezu proteina mišićnih miofibrila i skeletnu hipertrofiju mišića kod ljudi. kao odgovor i na fizičke vježbe i uzimanje određenih aminokiselina ili njihovih derivata. Trajna inaktivacija signalizacije mTORC1 u skeletnim mišićima olakšava gubitak mišićne mase i snage tokom gubljenja mišića u starosti, kaheksije raka i atrofije zbog fizičke neaktivnosti. Čini se da aktivacija mTORC2 posreduje u izrastanj neurita u diferenciranoj neuro2a ćeliji miša. Intermitentna aktivacija mTOR-a u prefrontalnim neuronima pomoću β-hidroksi β-metilbutirata inhibira kognitivni pad koji je povezan sa starenjem i povezan sa dendritskim orezivanjem kod životinja, što je fenomen koji se također primjećuje kod ljudi.

Mnoge aminokiseline izvedene iz proteina hrane podstiču aktivaciju mTORC1 i povećavaju sintezu proteina signalizacijom putem Rag GTPaza.
Skraćenice i prikazi:|PLD: fosfolipaza D PA: fosfatidna kiselinamTOR: mehanička meta rapamicinaAMP: adenozin monofosfatATP: adenozin trifosfatAMPK: AMP-aktivirana protein kinazaPGC-1α: peroksizomski proliferator aktiviran receptor gama koaktivator-1αS6K1: p70S6 kinaza4EBP1: eukariotski faktor inicijacije translacije 4E- vezujući protein 1eIF4E: eukariotski faktor inicijacije translacije 4ERPS6: ribosomalni protein S6eEF2: eukariotski faktor elongacije 2 RE: vježba otpora; EE: vježba izdržljivostiMio: miofibrilski; Mito: mitohondrijelAA: aminokiselineHMB: β-hidroksi β-metilbuterna kiselina↑ predstavlja activaciju
 
T-inhibicije

 stimuliše sintezu mišićnih proteina (MPS) u periodu do 48&nbsp;sati nakon vježbanja (prikazano isprekidanom linijom). Unošenje obroka bogatog proteinima u bilo kom trenutku tokom ovog perioda će povećati povećanje sinteze mišićnih proteina izazvano vežbanjem (prikazano punim linijama).]]

### Sklerodermija
Skleroderma, također poznata kao sistemska skleroza, je hronična sistemska autoimunska bolest koju karakteriše otvrdnuće (*sklero*) kože (*derma* ) koje u težim oblicima zahvata unutrašnje organe. mTOR ima ulogu u bolestima fibroza i autoimunosti, a blokada mTORC puta se istražuje kao tretman za sklerodermu. Kompletan mehanizam ovih agenasa nije jasan, ali se smatra da funkcionišu tako što ometaju angiogenezu tumora i uzrokuju oštećenje G1/S tranzicije.

### Protiv starenja
Inhibitori mTOR-a mogu biti korisni za liječenje/prevenciju nekoliko stanja povezanih s godinama, uključujući neurodegenerativne bolesti, kao što su Alzheimerova i Parkinsonova bolest. Nakon kratkotrajnog tretmana inhibitorima mTORa, kao što su dactolisib i everolimus, kod starijih osoba (65 i više godina), liječeni su imali smanjen broj infekcija u toku jedne godine.

Za razne prirodne spojeve, uključujući epigalokatehin-galat (EGCG), kofein, kurkumin, berberin, kvercetin, resveratrol i pterostilben, prijavljeno je da inhibiraju mTOR kada se primjenjuju na izolirane ćelije u kulturi. Još uvijek ne postoje visokokvalitetni dokazi da ove tvari inhibiraju signalizaciju mTOR-a ili produžuju životni vijek kada ih ljudi uzimaju kao dodatke ishrani, uprkos ohrabrujućim rezultatima kod životinja kao što su vinske mušice i miševi. Razne prosudbe su u toku.

## Interakcije 
Pokazalo se da mehancistička meta rapamicina reaguje sa:

* ABL1,
* AKT1,
* IGF-IR,
* EIF3F
* EIF4EBP1,
* FKBP1A,
* GPHN,
* KIAA1303,
* PRKCD,
* PS6KB1,
* RHEB,
* RICTOR,
* STAT3,
*TPCN1; 
*TPCN2, i
* UBQLN1.

## Reference 
## Dopunska literatura 
* 

## Vanjski linkovi 
* 
* 
* 

Kategorija:Geni na hromosomu 1
Kategorija:EC 2.7.11
Kategorija:Transdukcija signala
Kategorija:Tor signalni put
Kategorija:Enzimi
Kategorija:Proteini povezani sa starenjem
Kategorija:Ljudski proteini
Kategorija:Proteomika