Der Umsatz der aktiven Fraktion von IRS1 beinhaltet Raptor-mTOR- und S6K1-abhängige Serin-Phosphorylierung in Zellkulturmodellen der tuberösen Sklerose

Der TSC1-TSC2/Rheb/Raptor-mTOR/S6K1 Zellwachstums-Mechanismus wurde kürzlich gezeigt, dass er die zellautonome Insulin- und insulinähnliche Wachstumsfaktor I (IGF-I) Empfindlichkeit reguliert, indem er ein negatives Feedbacksignal überträgt, das die Insulinrezeptor-Substrate 1 und 2 (IRS1 und -2) ins Visier nimmt. Unter Verwendung zweier Zellkulturmodelle des familiären Hamartomsyndroms, der tuberösen Sklerose, zeigen wir hier, dass Raptor-mTOR und S6K1 für die Phosphorylierung von IRS1 an einer Untergruppe von Serin-Resten erforderlich sind, die häufig mit Insulinresistenz assoziiert sind, darunter S307, S312, S527, S616 und S636 (des menschlichen IRS1). Mit Hilfe von Verlust- und Gewinn-funktionalen S6K1-Konstrukten zeigen wir die Notwendigkeit der katalytischen Aktivität von S6K1 sowohl für die direkte als auch für die indirekte Regulation der Serin-Phosphorylierung von IRS1. S6K1 phosphoryliert IRS1 in vitro an mehreren Resten und zeigt eine starke Präferenz für RXRXXS/T im Vergleich zu S/T,P-Stellen. IRS1 wird bevorzugt aus der Hochgeschwindigkeits-Pelletfraktion in TSC1/2-defizienten Maus-Embryo-Fibroblasten oder in HEK293/293T-Zellen, die Rheb überexprimieren, entfernt. Diese Studien deuten darauf hin, dass Raptor-mTOR und S6K1 durch Serin-Phosphorylierung zellautonom die Depletion von IRS1 aus spezifischen intrazellulären Pools in pathologischen Zuständen von Insulin- und IGF-I-Resistenz fördern und somit potenziell in Läsionen, die mit tuberöser Sklerose assoziiert sind.