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Das Mechanistic Target of Rapamycin (mTOR) ist eine atypische Serin/Threonin-Kinase, die in zwei unterschiedlichen Komplexen vorliegt. Der erste, mTOR-Komplex 1 (mTORC1), besteht aus mTOR, Raptor, GβL und DEPTOR und wird durch Rapamycin gehemmt. Er ist ein Master-Wachstumsregulator, der verschiedene Ernährungs- und Umweltsignale wahrnimmt und integriert, darunter Wachstumsfaktoren, Energieniveaus, zellulärer Stress und Aminosäuren. Es koppelt diese Signale an die Förderung des zellulären Wachstums, indem es Substrate phosphoryliert, die anabole Prozesse wie die mRNA-Translation und die Lipidsynthese verstärken oder katabole Prozesse wie die Autophagie begrenzen. Die kleine GTPase Rheb ist in ihrem GTP-gebundenen Zustand ein notwendiger und potenter Stimulator der mTORC1-Kinase-Aktivität, die durch ihr GAP, das Tuberöse Sklerose-Heterodimer TSC1/2, negativ reguliert wird. Die meisten Upstream-Eingänge werden durch Akt und TSC1/2 geleitet, um den Nukleotid-Ladezustand von Rheb zu regulieren. Im Gegensatz dazu signalisieren Aminosäuren unabhängig von der PI3K/Akt-Achse an mTORC1, um die Translokation von mTORC1 an die lysosomale Oberfläche zu fördern, wo es bei Kontakt mit Rheb aktiviert werden kann. Dieser Prozess wird durch die koordinierten Aktionen mehrerer Komplexe vermittelt, insbesondere der v-ATPase, Ragulator, der Rag-GTPasen und GATOR1/2. Der zweite Komplex, mTOR-Komplex 2 (mTORC2), besteht aus mTOR, Rictor, GβL, Sin1, PRR5/Protor-1 und DEPTOR. mTORC2 fördert das zelluläre Überleben durch die Aktivierung von Akt, reguliert die Zytoskelettdynamik durch die Aktivierung von PKCα und kontrolliert den Ionentransport und das Wachstum über die SGK1-Phosphorylierung. Eine aberrante mTOR-Signalisierung ist an vielen Krankheitszuständen wie Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes beteiligt.