AMPK

AMPK lipid ve glukoz metabolizmasını düzenleyen, artan hücresel AMP seviyeleri ile aktive olan ve hücresel metabolizma üzerinde etkili olan metabolik bir enerji sensörüdür. AMPK heterotrimer yapı olarak bir katalitik alt birim () ve iki düzenleyici alt birim (β ve γ) den oluşmaktadır. AMPK enerji homeostazını, tüm hücrelerin ihtyaçlarından bir olan ATP tüketimini ve üretimini dengeleyerek korumaktadır. ATP’nin üretiminin azalması ve AMP’nin ya da ADP’nin artışları ile AMPK daha fazla ATP’nin üretilerek katabolik yola olan yönelimin sağlamaktadır. AMPK adiponektin reseptörü gibi yapılar ile etkileşime girerek, PARP aracılı yağ asidi sentez oksidasyon enzimlerinin yanısıra ACC ile substrat olarak kullanarak lidip metabolizmasın da beraber rol oynmaktadır (Mihaylova ve Shaw 2011). AMPK’nın ACC fosforilleyerek yağ asidi metabolizmasını kontrol ettiği bilinmektedir. Aynı zamanda SREBP, FASN ve ACC yardımı ile yağ asidi sentezinde ve metabolik bölgelerde önmeli rol oynamaktadır. SREBP kesildiği bölgeden aktive olmaktadır ve AMPK SREBP’in kesilme bölgesine fosforilasyon yaparak SREBP aktivasyonunu önleyebilmektedir. AMPK’nın SREBP aktivasyonunu önlemesi, SREBP fosforillenmesini gerçekleştirerek proteolitik olgunlaşmasını ve nükleer translokasyonunu engelleyerek gerçekleştirmektedir. Buna bağlı olarak AMPK dolaylı olarak SREBP’i baskılayarak lipogenik yolak üzerinde etkin rol almaktadır (Yuan ve ark. 2009). AMPK aktivasyonun iki aşamalı bir mekanizma tarafından düzenlendiği varsayılmaktadır. LKB1 ve CaMKK tarafından tetiklenen AMPK aktivasyonu ( alt ünitesinde Thr172

20

amino asitinde fosforilasyon), prostat kanseri hücrelerinde AR kontrolünde artan lipogenik transkripsiyon faktörlerinden biri olan SREBP’ler üzerinde negatif düzenleyici etkiye sahiptir. Bu nedenle prostat kanserinde hormondan bağımsız süreci tetikleyen lipogenez nedeni sürecin durdurulabilmesine yönelik AMPK aktivatörlerinin ve AR yolağı inhibitörlerinin terapotik öneme sahip olabileceği belirtilmektedir. İlaçların etkisi ile aktive edilen AMPK pleiotrofik (tek bir genin birçok fenotipik özellik üzerindeki genetik etkisi) etkiler göstererek tümör gelişimini baskılayıcı etkilere neden olmaktadır. mTOR kompleks 1’in sinyal kaskad üyeleri tuberous sclerosis kompleks 2 (TSC) ve Raptor inhibisyonunun yanısıra yağ asiti sentezi, kolestrol biyosentezinde azalma, hücre siklusunda tutulum ve dolayısı ile apoptoz ve otofaji sonuçlarının hücrelerde ortaya çıkmasına neden olmaktadır . Bu sonuçların tersine AMPK kaybı tümör ilerleyişini de tetikleyebilmektedir. Yukarı sinyal yolu mekanizmasında bulunan LKB1’in kaybı PIN (prostatik intraepitel neoplazi) oluşmasına neden olabilmektedir. Böylece aktive olmuş AMPK bir kerede birden fazla onkojenik yolu kapatabilmektedir (Shackelford ve Shaw 2009, Zadra ve ark. 2010, Zadra ve ark. 2014).

21

2.4.3. PI3-kinaz/Akt ve mTOR Sinyal Yolakları

Fosfatidilinositol-3 kinazlar (PI3K) / protein kinaz B (Akt) / mammalian target of rapamycin (mTOR) sinyal yolu, hücre büyümesi ve hücre döngüsünün düzenlenmesi, proliferasyon, sağkalım, farklılaşma, hücre iskeleti değişiminin düzenlenmesi ve tümörgenezde yer alan birçok fonksiyonu olan hayatta kalma yolu olarak bilinmektedir. PI3K/AKT/mTOR sinyal yolu bu düzenleme fonksiyonları üzerinde direkt ya da dolaylı olarak önemli rol oynamaktadır. Ayrıca bu sinyal yolunun triasilgliserolün sentezinde ve salgılanmasında önemli rol oynadığı belirlenmiştir. PI3K-Akt-mTOR sinyal yolu inhibitörleri incelendiğinde ise, hücre içerisinde lipid birikimini ve de novo yağ asidi sentezinde görev alan genetik metaryal içindeki protein miktarı azaltmıştır. Aynı zamanda bu sinyal yolu inhibitörleri yağ asidi oksidasyonunda sırasında rol oynayan transkripsiyonel faktörleri ve protein seviyesi arttırmıştır. Sonuç olarak PI3K- Akt-mTOR sinyal yolu inhibitörler tarafından baskılanarak, yağ asidi oksidasyonunun artması ve lipid üretimi, lipogenezin azalmasına neden oldukları belirlenmiştir (Liu ve ark. 2016).

PI3K'lar, hücre büyümesi, sağkalım regülasyonunda, diagliserol ve inositol içeren lipidlerin fosforilasyonunun gerçekleştirmektedir. PI3K’ın fonksiyonlarının düzenlenmesinde tirozin kinazlar ile meydana gelen sinyallerin oldukça etkili olduğu bilinmektedir. PI3K’ın, primer in vivo substratları fosfatidil inositol 4,5 bifosfat (PIP2) iken bunu ikincil haberci ise fosfatidil inositol 3,4,5 trifosfat (PIP3)’tır ve PIP2’nin fosforilasyonu ile PIP3 meydana gelmektedir. PI3K’ın bir formu G protein reseptörlerinin integrin ve sitokin reseptörlerinin uyarılması ile aktive edilirken diğer fromu SH2 domainlerine sahiptir ve reseptör protein trozin kinaz tarafından aktive edilmektedir. PIP3’ün ana hedefi, hücre çoğalması ve sağkalımında çok kritik olan bir protein serin/reonin kinaz yani Akt’tır. Akt PH ve kinaz domenlerinin etkileşimileri sebebiyle inaktif durumda bulunmaktadır. Akt'nin PH domenine PIP3 bağlanır ve diğer bir PH domain olan 3-fosfoinositid bağımlı protein kinaz 1 (PDK1), AKT'yi fosforiller ve Akt’ın aktivasyonu için aynı zamanda ikinci bir yerde fosforilasyona gereklidir ve bu da mTOR kompleksi rictor tarafından sağlanmaktadır. Ayrıca Akt’ın hem İnsülin benzeri büyüme faktörü-1 (IGF-1) hemde tümör süpressör olarak adlandırılan tensin homolog (PTEN) kaynaklı anti-apoptotik yolaklar üzerinde etkinliği belirlenmiştir.

22

PI3K/AKT sinyal yolunun aktivasyonu ya da PTEN kaybı agrasif prostat kanserlerinde sıklıkla rastlanılmaktdır. Akt fosforile olduğunda sağkalımı ile ilgili düzenleyici proteinleri ve transkripsiyon faktörleri gibi birçok hedef proteini fosforlamaktadır. Akt’ın hedeflediği transkripsiyon faktörleri FOXO ailesi üyeleridir. Akt’ın diğer hedefi protein kinaz GSK-3’dır ve hücre çoğalması aynı zaman da sağkalımı düzenlemektedir (Guertin ve Sabatini 2007).

mTOR yolağı, PI3K/Akt yolağındaki birçok sinyal ile kontrol edilir ve hücre büyümesinde merkezi rol oynamaktadır. mTOR hücrede iki farklı kompleks halinde bulunmaktadır. Bu yapılar da mTOR ya rictor ya da raptor ile uyumluluk göstermektedir. mTOR/rictor kompleksi Akt’ı fosforile ve aktive eden protein kinazlar olarak bilinmektedir. Bunun aksine mTOR/raptor kompleksi Akt’ın alt yolakları ile aktive olur ve mTOR/raptor kompleksi Ras-bağlantılı GTP bağlayan protein Rheb tarafından düzenlenmektedir. (Zhou ve ark. 2004, Kumar ve ark. 2014, Liu ve ark. 2016).

23