mTOR是細胞中的一種蛋白質復合體，科學家稱之為主生長調節劑，因為當它被觸發時，細胞才開始復制關鍵成分，如膜、DNA和細胞器，才能分裂成子細胞。
同樣，癌細胞也需要mTOR。事實上，許多癌癥已經找到了一直保持mTOR蛋白活性的方法。這也是它們確保細胞無限分裂的一種方法。
多年來，科學家們一直在試圖通過藥物來靶向異常活躍的mTOR來治療癌癥。FDA已經批準了兩種這類藥物，用于治療某些類型的腎癌和乳腺癌。
但總體而言，mTOR靶向藥物的表現令人失望。這可能是因為mTOR其實是一個龐大而復雜的細胞蜂窩設備，其有很多相互作用的部分，很難通過單一射擊而擊垮整體。
現在，由斯隆-凱特琳研究所（SKI）的結構生物學家Nikola Pavletich領導的科學團隊解析了這個蛋白復合物的詳細視圖，包括其起作用時的樣子。這種超高分辨率的圖片可能使科學家設計出更有效的藥物來阻斷這個關鍵的癌癥驅動器。
冷凍電鏡捕獲mTOR的完整圖片
這張新照片是一個尖端的研究工具——低溫電子顯微鏡（冷凍電鏡）的產物。這一工具使它的開發者獲得了今年的諾貝爾化學獎，它向在液氮中快速冷凍的蛋白質射出電子束。電子以精確的方式從樣品上反射出來，形成圖像。這個過程與照相機的工作方式沒有什么不同：光從物體上反射到照相機鏡頭里，產生一幅攝影圖像。通過冷凍電鏡拍了成千上萬的圖片，然后，計算機將它們重新組合成一個精確的三維圖像。
與許多蛋白質一樣，mTOR是一種酶，它以精確的方式與靶分子結合，從而加速化學反應。具體來說，它是一種激酶，它從ATP中除去磷酸鹽（P），并把它們放到其它分子上。
mTOR蛋白實際上是一組較大的相互連鎖的蛋白質亞基的一部分。整個復合物叫做mTORC1。除了與ATP結合的亞基外，還有一個稱為RAPTOR的亞單位，它與其它蛋白相互作用，作為信號鏈的一部分。mTOR酶是由一種被稱為RHEB的蛋白所激活，被PRAS40所抑制。
通過冷凍電鏡新獲得的結構顯示了所有這些片段是如何結合在一起的，包括mTOR酶是如何被打開的。
他們還展示了這種蛋白中常見的與癌癥相關的突變是如何有效地使其永久處于活性狀態的。
解決mTORC1的結構只是Pavletich博士及其團隊解決眾多蛋白質結構戰線中最新的成果。在上世紀90年代，他們破譯了p53這種在癌癥中最常見的突變蛋白的結構。在二十年代早期，他們確定了一種與DNA修復有關的腫瘤抑制蛋白BRCA2的結構。當發生突變時，這種蛋白是與乳腺癌、卵巢癌和前列腺癌的遺傳傾向相關的。
研究者計劃用冷凍電鏡來重新研究BRCA2蛋白，這將使他們獲得比以前更多的信息。
參考：https://medicalxpress.com/news/2017-12-scientists-mtor-key-cancer-cell.html
