PI3K是p85调控亚基(由PIK3R1、PIK3R2或PIK3R3编码)和p110催化亚基(由PIK3CA、PIK3CB或PIK3CD编码)的异源二聚体。在没有激活信号的情况下，调控亚基稳定催化亚基，同时抑制其活性。当细胞外信号刺激跨膜受体或受体相关蛋白的胞浆结构域磷酸化时，复合物就会被激活。p85调控亚基结合激活蛋白磷酸化基序，引发构象变化，解除p85介导的p110催化亚基抑制，使PI3K磷酸化PIP2形成PIP3。PI3K的磷酸肌苷激酶活性与PTEN的磷酸肌苷磷酸酶活性相反。

PIP3作为信使将PDPK1 (PDK1)和AKT (AKT1, AKT2或AKT3)招募到质膜上。PDPK1对PIP2也具有低亲和力，所以少量的PDPK1总是存在于膜上。AKT与PIP3结合诱导构象变化，使TORC2复合物磷酸化AKT的一个保守丝氨酸残基(AKT1中的S473)。丝氨酸残基的磷酸化使AKT与PDPK1结合，并暴露出一个被PDPK1磷酸化的保守苏氨酸残基(T308)。丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化的AKT从质膜分离出来，并作为丝氨酸/苏氨酸激酶磷酸化许多细胞质和细胞核靶蛋白，这些靶蛋白参与调控细胞代谢、生存和基因表达。最近的回顾，请参阅曼宁和坎特利，2007。
PI3K/AKT信号在癌症中经常被组成性激活。这种激活可以通过PI3KCA（编码催化亚单位p110alpha）、PIK3R1（编码调节亚单位p85alpha）和AKT1的功能获得突变实现。PI3K/AKT通路也可通过PTEN等肿瘤抑制基因的功能缺失突变而被组成性激活。
功能获得突变通过多种机制激活PI3K信号通路。影响PIK3CA螺旋结构域的突变和PIK3R1 nSH2和iSH2结构域的突变削弱了这两个亚基之间的抑制相互作用，但保留了它们的关联。PIK3CA催化结构域的突变使激酶实现活性构象。PI3K复合物与功能突变因此产生PIP3并激活下游AKT在缺乏生长因子(黄等。2007年,赵等。2005年,后et al . 2007年,角et al . 2008年,太阳等。2010年,贾斯瓦尔et al . 2009年,赵和沃格特2010年Urick et al . 2011年)。虽然AKT1基因拷贝数、表达水平和磷酸化水平在癌症中经常增加，但在癌症中只有一个低频点突变被反复报道和功能研究。该突变表示AKT1 17位的谷氨酸残基被赖氨酸取代，并通过使AKT1与PIP2结合而起作用。由于与PIP2的低亲和力，与PIP2结合的AKT1被TORC2复合物和始终存在于质膜上的PDPK1磷酸化。因此，E17K取代消除了AKT1激活过程中对PI3K的需要(Carpten et al. 2007, Landgraf et al. 2008)。
影响PTEN磷酸酶结构域的功能缺失突变常见于散发性癌症（Kong等人，1997年，Lee等人，1999年，Han等人，2000年），以及PTEN错构瘤肿瘤综合征（PHTS）（Marsh等人，1998年）。PTEN也可以通过基因缺失或表观遗传沉默，或通过靶向PTEN mRNA的microRNA的过度表达间接失活（Huse等人，2009）。PTEN功能缺陷的细胞PIP3水平升高，因此AKT活性升高。关于最近的审查，请参考Hollander等人2011年的报告。
由于PI3K和AKT明显参与人类癌症，因此它们是小分子抑制剂开发的重要靶点。尽管目前可用的抑制剂中没有一种显示出对PIK3CA或AKT突变变体的偏好，但有几种针对野生型激酶的抑制剂正在进行临床试验。这些包括双重PI3K/mTOR抑制剂、I类PI3K抑制剂、pan-PI3K抑制剂和pan-AKT抑制剂。虽然还没有一种药物被批准用于临床，但这些药物显示出未来治疗的前景。此外，亚型特异性PI3K和AKT抑制剂目前正在开发中，可能提供更特异的治疗，同时减少副作用。关于最近的审查，请参考Liu等人2009年的报告。