um dos achados mais notáveis do artigo de Chen et al. (4) é a sua demonstração de que o mecanismo pelo qual os aminoácidos estimulam mTORC1 requer VPS34 (classe III PI3K), uma enzima que está envolvida na endocitose e reciclagem de vesículas de Golgi para a superfície (10). O que poderia a reciclagem de vesículas e o Golgi ter a ver com a ativação do mTORC1 na superfície do lisossomo? Uma série de estudos recentes (11, 12) implicaram o tráfico de membranas intracelulares no processo pelo qual alguns aminoácidos ativam a via mTORC1 (Figura 1). Por exemplo, a ativação de glutamina de mTORC1 não requer GTPASES de pano, enquanto a leucina o faz (11). Outros descobriram que em células com deficiência de RAG, o mTORC1 está localizado no Golgi, e essa localização depende do ARF, um fator ADP-ribosilante crítico para o tráfico de vesículas (11). Além disso, enquanto a adição de glutamina às células deficientes em RAG causou a translocação de mTORC1 para os lisossomos, demorou muito mais para localizar lá (11). Estudos anteriores também mostraram que o mTORC1 está presente no ER, bem como na rede trans-Golgi (TGN) (13).
como as proteínas são direcionadas aos lisossomos? As hidrolases lisossomais são sintetizadas no ER e glicosiladas no Golgi, onde adquirem um ligante de manose-6-fosfato (14). Quando as hidrolases lisossomais atingem o TGN, elas se ligam aos receptores de manose-6-fosfato (M6PRs) e brotam em vesículas revestidas de clatrina, um processo mediado por várias proteínas adaptadoras e facilitado pelo ARF1. As vesículas então se fundem com as primeiras vesículas endossômicas (EEVs) e, eventualmente, trafegam e se fundem com os lisossomos, entregando as hidrolases lisossômicas ao seu destino final. Quando as células sem RAG GTPase foram tratadas com brefeldin, a ativação induzida por aminoácidos de mTORC1 foi abolida, mas brefeldin não impediu a ativação de mTORC1 em células RAG GTPase–suficientes (11). Brefeldin inibe a ativação de ARF1, causando bloqueio do transporte anterógrado do ER para o Golgi. Assim, a ativação do mTORC1 requer transporte normal de ER para Golgi. Além disso, verificou-se que o nocaute de Rab1a, uma pequena GTPase envolvida na endocitose, também resulta no bloqueio da ativação de mTORC1 por aminoácidos (12). Enquanto RAB1A era anteriormente conhecido apenas por seu controle do transporte ER-to-Golgi, descobriu-se que induz a associação de mTORC1 com RHEB e RAPTOR, independentemente das GTPASES de RAG. Além disso, o knockdown de RAB1A interferiu na localização do mTORC1 no Golgi, mas não nos lisossomos. Além disso, a perda de RAB1A não afetou a interação mTORC1 com GTPASES RAG no lisossomo (13).
duas possibilidades emergem desses novos estudos. Uma possibilidade é que mTORC1 só pode ser ativo quando está localizado em membranas lisossomais, mas pode ser entregue ao lisossoma de outras membranas intracelulares, como o TGN em uma forma inativa. A outra possibilidade é que o mTORC1 possa ser ativado, por aminoácidos, por exemplo, quando está no Golgi ou em outros compartimentos de membrana. É difícil concluir de uma forma ou de outra com base nos dados atualmente disponíveis, pois o mTORC1 está presente na Via secretora em associação com muitas de suas proteínas de ligação/ativação (13). Para distinguir entre essas possibilidades, será necessário obter uma análise cinética cuidadosa do processo de ativação do mTORC1. Para meu conhecimento, apenas Jewell et al. (11) estudaram a cinética da ativação do mTORC1. Este grupo mostrou que em células suficientemente Rag, a glutamina faz com que o mTORC1 se localize nos lisossomos dentro de 50 minutos após a adição, enquanto nas células deficientes em RAG, o mTORC1 não está no lisossomo aos 50 minutos, mas está presente aos 150 minutos após a adição de glutamina. No entanto, Jewell et al. não identificou o compartimento onde o mTORC1 estava localizado antes de chegar ao lisossomo, nem determinou se o mTORC1 estava ativo nesse local. Será importante mostrar que a glutamina causa a localização do complexo para o Golgi e determinar se ele está ativo nesse local. Curiosamente, mTORC1 em um estudo foi encontrado para colocalizar com golgin 97 (13), uma proteína conhecida por associar com M6PR (15).
assim, parece que o complexo de ativação mTORC1 é carregado no TGN após a adição de glutamina, talvez em associação com SLC38A9, que transporta glutamina (mas não leucina) (Figura 1). Além disso, esta região do Golgi é acidificada pela V-ATPase; portanto, provavelmente se ligará ao complexo mTORC1, bem como com RAPTOR e RHEB, o último dos quais já é conhecido por existir no Golgi (16). Este complexo pode então ser transportado por vesículas para os lisossomos através da estrada comum bem descrita tomada pelo M6PR para os lisossomos. A questão principal é se mTORC1 é ativo enquanto residente em membranas Golgi ou precisa de tráfego para o lisossoma para se tornar ativo. Aqui, Chen et al., em um estudo crítico, descobriu que a deleção de Vps34 bloqueou a ativação mediada por aminoácidos do mTORC1. Qual pode ser a função específica desta classe III PI3K no tráfico de mTORC1? Recentemente, um inibidor altamente específico do VPS34 foi encontrado para bloquear o tráfico de vesículas do TGN para o lisossomo (17). Assim, pode-se especular que mTORC1 não está ativo quando está no Golgi, mas só pode ser ativado quando atinge o lisossomo. Se for esse o caso, será importante determinar qual componente do complexo é fornecido pelos lisossomos e é tão necessário para a ativação.
o rim forneceu um bom modelo in vivo para a separação de RTK das vias de aminoácidos. Podemos finalmente racionalizar as descobertas antigas da alimentação de dieta rica em proteínas com a biologia celular molecular moderna; no entanto, ambos os processos são mediados por mTORC1.
