Générateur de schéma de la voie PI3K/Akt
Décrivez le schéma qu'il vous faut et obtenez la voie PI3K/Akt de haut en bas : récepteur, PI3K, PIP3 et PTEN, Akt (Akt/PKB) phosphorylée sur Thr308 et Ser473, et ses cibles de mTORC1 à BAD, avec flèches d'activation et barres d'inhibition.
Exemples de schémas de la voie PI3K/Akt
Rendus réels de leurs prompts : la cascade PI3K/Akt complète jusqu'à mTORC1, BAD, FOXO et MDM2, une vue de cours, les mutations tumorales et leurs inhibiteurs, et une version vierge. Un clic charge le prompt à modifier.
Akt s'allume pour éteindre ses cibles
Une barre signifie qu'Akt éteint la cible.
- 1
Récepteur → PI3K
Le récepteur phosphorylé fixe p85 ; p110 porte l'activité kinase.
- 2
PIP2 ⇄ PIP3
La PI3K fait du PIP3 à la membrane ; PTEN le reconvertit en PIP2.
- 3
PDK1 + mTORC2 → Akt
Ils phosphorylent Akt sur Thr308 et Ser473 : pleine activité.
- 4
Les cinq cibles d'Akt
TSC1/TSC2, GSK3β, BAD et FOXO éteints ; MDM2 activée, contre p53.
Allumée par mutation, freinée par médicaments
Rouge : mutations. Vert : médicaments.
- 1
PI3K (p110α)
PIK3CA muté garde p110α allumée ; l'alpélisib bloque la PI3K.
- 2
PTEN, barré
Sans PTEN, rien n'efface plus le PIP3.
- 3
Akt et mTORC1
AKT1 E17K active Akt ; capivasertib sur Akt, évérolimus sur mTORC1.
Qu'est-ce que la voie de signalisation PI3K/Akt ?
La voie PI3K/Akt est le module dans lequel un récepteur activé recrute une PI3K de classe I, qui convertit le PIP2 en PIP3 à la membrane ; le PIP3 amène Akt auprès de PDK1 et de mTORC2, qui la phosphorylent, puis Akt active mTORC1 et inactive TSC2, GSK3β, FOXO et BAD. Elle commande la croissance, la survie et le métabolisme cellulaires ; la phosphatase PTEN l'éteint.
L'essentiel
- La PI3K de classe I est une enzyme en deux parties. La sous-unité régulatrice p85 maintient la sous-unité catalytique p110 inactive jusqu'à ce que ses domaines SH2 se fixent sur les phosphotyrosines d'un récepteur ou d'un adaptateur activé ; les récepteurs à activité tyrosine kinase activent les isoformes de classe IA, les récepteurs couplés aux protéines G celles de classe IB.
- Le PIP3 est le signal, PTEN l'efface. La PI3K ajoute un phosphate en position 3 du cycle inositol du PIP2 ; PTEN le retire, si bien que la perte de PTEN laisse le PIP3, et donc Akt, allumés.
- Akt a besoin de deux phosphates pour être pleinement active. PDK1 phosphoryle la Thr308 et mTORC2 la Ser473 (numérotation d'AKT1). Reactome place la Ser473 en premier, comme l'étape qui donne à PDK1 accès à la Thr308 ; des manuels plus anciens, comme l'édition 2002 de Molecular Biology of the Cell d'Alberts, ne montrent que PDK1.
- Akt agit surtout en éteignant ses cibles. Sa phosphorylation inactive TSC2, ce qui laisse Rheb activer mTORC1, ainsi que GSK3β, les facteurs de transcription FOXO (exportés du noyau) et la protéine pro-apoptotique BAD (retenue par 14-3-3) ; MDM2 fait exception : elle entre dans le noyau et y dégrade p53.
- Elle est souvent allumée en permanence dans les cancers. Des mutations activatrices de PIK3CA (p110α) et de PIK3R1 (p85α), la rare mutation AKT1 E17K et des mutations inactivatrices de PTEN maintiennent la voie active sans facteur de croissance.
Comment fonctionne le générateur de schéma de la voie PI3K/Akt ?
Décrivez le schéma
Dites à quoi il sert et jusqu'où il doit aller : module complet avec les cinq cibles d'Akt, vue d'ensemble à huit annotations, version cancer avec les cibles des médicaments. Une phrase suffit.
Choisissez un style
Par défaut, une planche de manuel scolaire nette et plate : fond blanc, annotations sur des traits de rappel droits. Ou appliquez l'aquarelle, le trait d'encre, la 3D et d'autres finitions.
Affinez et exportez
Le résultat s'ouvre dans votre espace de travail : redessinez des zones, modifiez les annotations directement sur le canevas, agrandissez et exportez en haute résolution.
Les acteurs de la voie PI3K/Akt et leur rôle
Les acteurs qu'un schéma annoté de la voie PI3K/Akt doit normalement montrer, dans l'ordre, avec leur rôle et ce sur quoi ils agissent ensuite. C'est le jeu d'annotations par défaut, sauf si vous en demandez un plus court.
| Acteur | Rôle | Agit ensuite sur |
|---|---|---|
| Récepteur à activité tyrosine kinase ou RCPG | Fixe un facteur de croissance ou un autre ligand et devient actif | Recrute la PI3K : un RTK par ses phosphotyrosines, un RCPG par Gβγ |
| PI3K de classe I (p85/p110) | Kinase lipidique ; p85 se fixe au récepteur, p110 phosphoryle le PIP2 | Forme du PIP3 |
| PIP3 | Messager lipidique du feuillet interne de la membrane plasmique | Recrute PDK1 et Akt par leurs domaines PH |
| PTEN | Phosphatase lipidique et suppresseur de tumeur | Reconvertit le PIP3 en PIP2 et éteint Akt |
| PDK1 et mTORC2 | Phosphorylent Akt sur la Thr308 (PDK1) et la Ser473 (mTORC2) | Akt pleinement active |
| Akt (AKT1, AKT2, AKT3) | Sérine/thréonine kinase qui quitte la membrane pour phosphoryler ses cibles | TSC2, GSK3β, FOXO, BAD, MDM2 |
| TSC1/TSC2 | Complexe GAP qui maintient Rheb sous forme inactive liée au GDP ; inhibé par Akt | Rheb |
| Rheb → mTORC1 | Rheb lié au GTP active mTORC1 | S6K1 et 4E-BP1 → synthèse des protéines et croissance cellulaire |
| GSK3β | Kinase inhibée par Akt | Glycogène synthase et autres cibles métaboliques |
| FOXO | Facteurs de transcription exportés du noyau une fois phosphorylés par Akt | Les gènes de l'apoptose, de l'arrêt du cycle et du métabolisme du glucose s'éteignent |
| BAD | Protéine pro-apoptotique ; retenue par 14-3-3 une fois phosphorylée par Akt | Apoptose bloquée, survie cellulaire |
| MDM2 | Ubiquitine ligase E3 ; la phosphorylation par Akt l'envoie dans le noyau | p53 dégradée |
Dessinez les cibles d'Akt avec des barres d'inhibition, pas des flèches, sauf MDM2. TSC2, GSK3β, FOXO et BAD sont toutes inactivées par la phosphorylation : mTORC1 est donc allumé par une double inhibition (Akt ⊣ TSC2 ⊣ Rheb). Un schéma avec de simples flèches d'Akt vers chaque cible en inverse quatre sur cinq.
PI3K/Akt ou Ras/MAPK : quelle différence ?
Les deux partent des mêmes récepteurs à activité tyrosine kinase activés, mais PI3K/Akt relaie le signal par un lipide membranaire, le PIP3, et une seule kinase, Akt, pour commander croissance, survie et métabolisme, tandis que Ras/MAPK le relaie par un interrupteur GTPase et une cascade de trois kinases, Raf → MEK → ERK, surtout pour commander prolifération et différenciation par la transcription de gènes. Les deux communiquent : Ras lié au GTP peut se fixer sur p110 et l'activer.
| PI3K/Akt | Ras/MAPK | |
|---|---|---|
| Adaptateur au récepteur | Sous-unité p85 de la PI3K, par ses domaines SH2 | Grb2, lié au GEF SOS ; Shc sur certains récepteurs |
| Relais | Messager lipidique PIP3 dans le feuillet interne | Petite GTPase Ras, active quand elle est liée au GTP |
| Étages de kinases | PDK1 et mTORC2 → Akt | Raf → MEK1/2 → ERK1/2 |
| Effets principaux | Croissance cellulaire (mTORC1), survie (BAD, FOXO), métabolisme | Prolifération et différenciation, transcription de gènes précoces |
| Éteinte par | PTEN, qui retire le phosphate en 3 du PIP3 | Les GAP, qui accélèrent l'hydrolyse du GTP par Ras |
| Altérations typiques dans les cancers | Mutations activatrices de PIK3CA et PIK3R1, perte de PTEN, AKT1 E17K | Mutants RAS hyperactifs, BRAF V600E |
| Inhibiteurs autorisés | Alpélisib, inavolisib, idélalisib (PI3K) ; capivasertib (Akt) ; évérolimus, temsirolimus (mTOR) | Vémurafénib (BRAF V600E) ; tramétinib (MEK1/2) |
Dessinez deux branches issues d'un même récepteur, pas une seule ligne, avec Ras capable d'alimenter la PI3K. La voie de signalisation de l'insuline est l'exemple classique de cette séparation : sa branche IRS–PI3K–Akt porte les effets métaboliques, sa branche Shc–Grb2–Ras les effets sur la croissance.
À quoi servent les schémas de la voie PI3K/Akt ?
Les schémas de la voie PI3K/Akt servent en biologie cellulaire et en cancérologie, dans les cours de pharmacologie sur les thérapies ciblées et comme figures de modèle dans les articles sur le cancer et le métabolisme. Ce qui change, c'est le niveau de détail : une vue d'ensemble à huit annotations en initiation, les cinq cibles d'Akt et les classes de médicaments en niveau avancé.
Biologie cellulaire
Cours de transduction du signal qui prennent la voie comme exemple type de second messager lipidique et de kinase qui agit en inhibant ses cibles.
Cancérologie
Enseignement sur les oncogènes et les suppresseurs de tumeur (PIK3CA comme oncogène, PTEN comme suppresseur) et sur les raisons pour lesquelles les tumeurs porteuses de ces altérations sont candidates aux thérapies ciblées.
Pharmacologie
Diapositives qui placent chaque inhibiteur autorisé sur son acteur : inhibiteurs de PI3K comme l'alpélisib, l'inhibiteur d'Akt capivasertib, les rapalogues évérolimus et temsirolimus sur mTORC1.
Figures de recherche
Résumés graphiques et figures de modèle d'articles sur le cancer, le métabolisme et le vieillissement, avec l'acteur étudié mis en évidence dans la cascade.
Questions fréquentes sur la voie PI3K/Akt
Quelles sont les étapes de la voie PI3K/Akt ?
Un facteur de croissance active son récepteur ; la PI3K s'y ancre et convertit le PIP2 en PIP3 ; le PIP3 attire Akt et PDK1 à la membrane ; mTORC2 phosphoryle Akt sur la Ser473 et PDK1 la phosphoryle sur la Thr308 ; Akt active phosphoryle TSC2, GSK3β, FOXO, BAD et MDM2. PTEN annule la deuxième étape en reconvertissant le PIP3 en PIP2.
Quel est le rôle de PTEN dans la voie PI3K/Akt ?
PTEN est une phosphatase lipidique qui retire le phosphate en 3 du PIP3, le reconvertit en PIP2 et éteint ainsi Akt. C'est l'exact opposé de la PI3K, d'où sa place à côté de la PI3K à la membrane, avec une flèche du PIP3 vers le PIP2.
Pourquoi la perte de PTEN et les mutations de PIK3CA activent-elles la voie dans les cancers ?
Les deux maintiennent le PIP3 élevé sans facteur de croissance : les mutations activatrices de PIK3CA libèrent p110α du frein exercé par p85 ou la figent dans une forme active, et la perte de PTEN supprime la phosphatase qui éliminerait le PIP3. Dans les deux cas Akt reste active, les cellules continuent de croître et échappent à l'apoptose. La rare mutation AKT1 E17K fait de même plus en aval : Akt se fixe alors sur le PIP2 et s'active sans PI3K.
Comment Akt active-t-elle mTORC1 ?
Indirectement : Akt phosphoryle TSC2 et dissocie le complexe TSC1/TSC2, une GAP qui maintient Rheb inactif ; Rheb lié au GTP s'accumule et active mTORC1. mTORC1 phosphoryle ensuite S6K1, qui active la protéine ribosomique S6, et 4E-BP1, qui libère alors eIF4E pour la traduction.
Quelle différence entre mTORC1 et mTORC2 ?
mTORC1 (avec Raptor) se situe en aval d'Akt et commande la synthèse des protéines et la croissance cellulaire ; mTORC2 (avec Rictor) se situe en amont et phosphoryle Akt sur la Ser473. La rapamycine et les rapalogues n'inhibent que mTORC1, car Rictor masque le site de fixation de la rapamycine dans mTORC2.
Quels médicaments ciblent la voie PI3K/Akt/mTOR ?
Trois classes sont autorisées : les inhibiteurs de PI3K (alpélisib et inavolisib dans le cancer du sein muté PIK3CA, idélalisib contre PI3Kδ dans la leucémie lymphoïde chronique), l'inhibiteur d'Akt capivasertib et les inhibiteurs de mTOR évérolimus et temsirolimus. Le capivasertib, autorisé aux États-Unis en 2023, s'utilise avec le fulvestrant dans les cancers du sein porteurs d'altérations de PIK3CA, AKT1 ou PTEN.
Pourquoi les inhibiteurs de PI3K et d'Akt font-ils monter la glycémie ?
L'insuline emprunte les mêmes étapes PI3K–Akt pour adresser GLUT4 à la surface des cellules et freiner la production hépatique de glucose : les bloquer bloque une partie de l'action de l'insuline. La notice de l'alpélisib met en garde contre des hyperglycémies sévères et demande un contrôle de la glycémie à jeun et de l'HbA1c avant de commencer le traitement.
Quelle différence entre la voie PI3K/Akt et la voie de l'insuline ?
La voie de signalisation de l'insuline est une porte d'entrée dans le module PI3K/Akt, par le récepteur à l'insuline et les protéines IRS, lue en termes de métabolisme : GLUT4, glycogène, néoglucogenèse. Cette page dessine le module général de nombreux facteurs de croissance, avec mTORC1, BAD et MDM2 ; pour la version physiologique, utilisez le générateur de schéma de la voie de l'insuline.
En quoi est-ce différent d'un générateur d'images IA classique ?
La consigne disciplinaire est intégrée. Chaque rendu doit dessiner la cascade de haut en bas, le récepteur dans la membrane et le noyau en bas, l'activation en flèche, l'inhibition en barre et la phosphorylation en P cerclé, avec des annotations orthographiées exactement. Vérifiez les acteurs par rapport à votre programme avant d'imprimer ; le canevas permet de corriger chaque annotation sur place.
Puis-je utiliser les schémas pour l'école, l'enseignement ou une publication ?
Oui, les schémas que vous générez vous appartiennent et s'utilisent dans des fiches, des présentations, des polycopiés, des mémoires et des articles. Export en matriciel haute résolution jusqu'à 4K selon le modèle.
Puis-je modifier les annotations après la génération ?
Oui. Le résultat s'ouvre dans un espace canvas qui reconnaît les annotations du schéma : vous pouvez modifier ou traduire le texte, déplacer les traits de rappel, redessiner une zone ou changer les couleurs sans régénérer toute la figure.
Sources
À explorer aussi
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