Akt
תפקוד > הישרדות תאית ואנטי-אפופטוזה

מוות תאי אפופטוטי הוא מאפיין נפוץ של תהליכים פיזולוגיים ופתולוגיים רבים, ול-Akt תפקיד מכריע בקידום הישרדות התא כתגובה לגורמי גידול, לאונקוגנים ולעקה תאית.‏ Akt מעכב מספר חלבונים המקדמים אפופטוזה (מוות תאי מתוכנת), בהם כמה מחברי משפחת פקטורי השעתוק FOXO:‏ FOXO1, ‏FOXO3a‏, FOXO4 ו-FOXO6. זרחון של חברי משפחת FOXO (המתרחש ב-3 אתרים שונים של כל פקטור שעתוק) מוביל להרחקתם מגרעין התא ולאינ-אקטיבציה שלהם, וכתוצאה מכך לירידה בשעתוק של ה-mRNA של גנים המקודדים לחלבונים הדרושים לקידום האפופטוזה (כמו למשל חלבונים בעלי דומיין BH-3 בלבד ממשפחת Bcl-2 הדרושים למסלול המיטוכונדריאלי של האפופטוזה [ובהם Bim], או FasL הדרוש למסלול החיצוני של האפופטוזה).
בנוסף, Akt מזרחן מספר חלבונים פרו-אפופטוטיים, ובכך משנה את פעילותם באופן ישיר. החלבון Bad, למשל, היה אחד מחלבוני המטרה הראשונים של Akt שזזהו; Bad הוא חלבון פרו-אפופטוטי ממשפחת Bcl-2 בעל דומיין BH-3 בלבד, הנקשר לחלבונים Bcl-2 או Bcl-xL, ובכך מעכב את פעילותם האנטי-אפופטוטית. פקטורי הישרדות מעוררים את הזרחון של Bad (בשייר Ser136) על ידי Akt, והדבר גורם ליצירת אתר קישור לחלבונים ממשפחת 14-3-3, וכתוצאה מכך לשחרור של Bad מחלבוני המטרה שלו ולהפרעה ביכולתו ליצור אינטראקציה עם Bcl-2/Bcl-xL הממוקמים בממברנה החיצונית של המיטוכונדריה. היכולת לזרחן את Ser136 אצל Bad ובכך לעכב את פעילותו הפרו-אפופטוטית, היא חיונית לאפקט ההישרדותי של Akt על נוירונים וסוגי תאים נוספים. בדומה לכך, זרחון של החלבון הפרו-אפופטוטי Bax (בשייר Ser 184) על ידי Akt, מעכב את שינועו של Bax למיטוכונדריה, ובכך מונע ממנו לעבור שינוי מבני חיוני המתרחש לאחר אינדוקציה של האפופטוזה. חלבון נוסף אותו מזרחן Akt הוא קספאז 9, ציסטאין פרוטאז שמעורב בבקרה ובהוצאה לפועל של תהליך האפופטוזה, כאשר אקטיבציה שלו מתאפשרת רק באמצעות ביקועו על ידי קומפלקס האפופטוזום הנוצר לאחר שחרור של ציטוכרום c מהמיטוכונדריה. זרחונו של קספאז 9 על ידי Akt מונע את ביקועו ואת האקטיבציה שלו, וכך מעכב את האפופטוזה. כמו כן, Akt מזרחן את החלבון ASK-1 (בשייר Ser 83) ובכך מחליש את פעילותו הפרו-אפופטוטית; ASK-1 פועל בעת מצבי עקה, ומעביר אותות עקה ל-JNK ולפרוטאין קינאזות מופעלי מיטוגן p38, ובכך מפעיל מסלולי אותות מיוחדים של אפופטוזה המושרית בעקבות עקה.
מלבד עיכוב של חלבונים פרו-אפופטוטיים, Akt פועל גם על חלבוני מטרה המקדמים הישרדות תאית, בהם למשל IKKα, שכאשר מאוקטב על ידי Akt - הוא עובר זרחון ובאמצעות כך מקדם דגרדציה של I-κB, הקופקטור שמעכב את NF-κB מלהיכנס לגרעין התא. הדבר מאפשר ל-NF-κB לעבור שינוע לתוך גרעין התא, ושם הוא משעתק גנים פרו-הישרדותיים כמו IAP1 ו-IAP2.‏ Akt גם מבקר באופן חיובי את פעילותו של פקטור השעתוק CREB, על ידי זרחון ישיר באתר Ser133. הזרחון משרה את קשירתם של חלבוני עזר ל-CREB, הדרושים לו כדי לשעתק גנים אנטי-אפופטוטיים כדוגמת Bcl-2 ו-Mcl-1.
בנוסף, Akt גם את המסלול האפופטוטי המושרה על ידי החלבון p53 ("שומר הגנום"; מקדם אפופטוזה בעקבות נזקי דנ"א); MDM2 הוא E3 אוביקוויטין ליגאז שביטויו עולה על ידי p53, הפועל בדרך של משוב שלילי - MDM2 מבקר באופן שלילי את רמתו התוך-תאית של p53, כך ש-p53 מגביר את ביטויו של MDM2, שבתורו מוריד את ביטויו של p53. כאשר Akt מזרחן את MDM2 (באתרים Ser166 ו-Ser186), הוא גורם לירידה באוביקווינטינציה העצמית של MDM2 (פירוק עצמי במטרה לשמור על רמות חלבון MDM2 תקינות), כך ש-MDM2 נהיה יציב מאוד. כתוצאה מכך, p53 עובר דגרדציה תכופה בהרבה, ופעילותו הפרו-אפופטוטית מעוכבת.
ככלל, קיימים בתא קינאזות המתפקדים כחלבוני פיגום, שבין היתר יוצרים קומפלקס עם מספר חלבונים אחרים הקשורים למסלולי מעבר אותות שונים בתא, באופן שמביא לכך שאותם חלבונים ימצאו בסמיכות ויוכלו לבצע את מעברי האותות. זהו מנגנון חשוב וחיוני בתא, הקובע מתי סיגנל מסוים למעשה יופעל. אמנם טרם נמצאו חלבוני פיגום הנקשרים ישירות ל-Akt, אך Akt נמצא משתתף ביצירת קומפלקסים של חלבוני פיגום עם חלבונים אחרים המהווים סובסטרטים שלו. למשל, Akt יכול לקשור 2 סוגים של חלבוני פיגום במסלול MAPK מתווך עקה (SAPK): ראשית, Akt1 יכול להיקשר ל-JIP1, חלבון פיגום של JNK בנוירונים, וכך להוריד את האפיניות של MLK3 ל-JIP1, וכתוצאה מכך להביא לירידה באקטיבציה של JNK (ומניעת אפופטוזה בנוירונים). שנית, Akt יכול להיקשר ל-POSH, חלבון פיגום במסלול MLK-JNK, ולעכב את המשך מעבר האותות במורד הזרם ל-JNK.
לא כל המסלולים המאוקטבים על ידי Akt חשובים וממלאים תפקיד מרכזי בכל סוגי התאים. למשל, בתאי שריר חלק וסקולרי (VSMCs), ‏Akt מונע אפופטוזה בעיקר באמצעות עיכוב של FOXO3a ושל GSK3.