Ugrás a tartalomhoz

Foszfatidilinozit-4,5-biszfoszfát

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Foszfatidilinozit-4,5-biszfoszfát
IUPAC-név1,2-Diacil-sn-glicero-3-foszfo-(1-D-mio-inozit 4,5-biszfoszfát)
Kémiai azonosítók
CAS-szám245126-95-8
PubChem24742074
ChemSpider21169207
ChEBI77276
SMILES
O=P([O-])([O-])O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](OP([O-])(=O)OCC(COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)OC(=O)CCC/C=C\C/C=C\C/C=C\C/C=C\CCCCC)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1OP([O-])([O-])=O
InChI
1/C47H85O19P3/c1-3-5-7-9-11-13-15-17-19-20-22-24-26-28-30-32-34-36-41(49)63-39(37-61-40(48)35-33-31-29-27-25-23-21-18-16-14-12-10-8-6-4-2)38-62-69(59,60)66-45-42(50)43(51)46(64-67(53,54)55)47(44(45)52)65-68(56,57)58/h11,13,17,19,22,24,28,30,39,42-47,50-52H,3-10,12,14-16,18,20-21,23,25-27,29,31-38H2,1-2H3,(H,59,60)(H2,53,54,55)(H2,56,57,58)/p-5/b13-11-,19-17-,24-22-,30-28-/t39?,42-,43+,44+,45-,46-,47-/m1/s1
InChIKeyCNWINRVXAYPOMW-WJUYXORRSA-I
UNII5B7FUW76X2
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képletC47H80O19P3
Moláris tömeg1042,05 g/mol
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A foszfatidilinozit-4,5-biszfoszfát, röviden PtdIns(4,5)P2, PIP2 vagy PI(4,5)P2, a sejtmembránban kis mennyiségben jelen lévő foszfolipid. A sejtmembránban fontos jelzőfehérjék szubsztrátjaként van főként jelen.[1] A PIP2 lipidcsoportokat alkot,[2] ezek rendezik a fehérjéket.[3][4][5]

Elsősorban I-es típusú foszfatidilinozit-4-foszfát-5-kinázok állítják elő PI(4)-ből. Állatokban előállíthatják II-es típusú foszfatidilinozit-5-foszfát-4-kinázok is PI(5)P-ből.[6]

A PIP2 zsírsavai fajonként és szövetenként eltérhetnek, de a leggyakoribbak az 1-es pozícióban a sztearinsav, a 2-esben az arachidonsav.[7]

Jelzőutak

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PIP2 számos sejtkommunikációs útban, például a PIP2-ciklusban, a PI3K/AKT/mTOR-útban és a PI5P-metabolizmusban is fontosak.[8] 2011-ben megtalálták a sejtmagban, itt funkciója ismeretlen.[9]

Funkciói

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Sejtvázdinamika a membránokhoz közel

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PIP2 szabályozza a szálas aktin (F-aktin) szerveződését, polimerizációját és elágazását az F-aktin-szabályzó fehérjékhez kötve.[10]

Endocitózis és exocitózis

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A foszfoinozitidek, különösen a PI(4,5)P2 fontosságát az exocitózisban 1990-ben fedezték fel. Eberhard és társai[11] észrevették, hogy a PI-specifikus foszfolipáz C hozzáadása digitoninnal permeabilizált krómaffin sejtekhez csökkentette a PI-szintet, és gátolta a kalcium által indított exocitózist. Ez ATP-dependens szakaszban előnyben részesült, vagyis a PI-funkció szükségesnek bizonyult a szekrécióhoz. Későbbi tanulmányok e szakasz alatt szükséges fehérjéket azonosítottak, például foszfatidilinozittranszfer-proteint,[12] foszfoinozit-4-monofoszfatáz-5-kináz Iγ-t (PIPKγ),[13] mely a PI(4,5)P2-helyreállítást mediálja ATP-dependensen permeábilissejt-inkubációban. E későbbi tanulmányok alapján a PI(4,5)P2-specifikus antitestek csökkentették az exocitózist.[13]

PI-specifikus kináz/foszfatázazonosítással és PI-antitestek/gyógyszerek/blokkolók felfedezése révén a PI szerepét a szekréciószabályzásban nagymértékben kutatták. A PI(4,5)P2-pufferként vagy -blokkolóként működő PHPLCδ1 domén túlexpresszióját használó tanulmányok[14] A PIPKIγ-knockout krómaffin sejtekben[15] és a központi idegrendszerben,[16] a PIPKIγ-knockdown β-sejt-vonalakban[17] és a szinaptojanin 1 membránhoz kötött inozit-5-foszfatáz doménjének túlexpressziója[18] alapján a vezikuláris szekréciót csökkentette a PI(4,5)P2-hiány vagy -blokkolás. Néhány további tanulmány e vezikulumok RRP-jének csökkenéséről számolt be,[15][16][18] bár a kapcsolt vezikulumok száma nem változott[15] PI(4,5)P2-csökkenés után, ami a primingszakasz alatti hiányra utal. Későbbi tanulmányok szerint a PI(4,5)P2 kölcsönhatásai a CAPS-szel,[19] a Munc13-mal[20] és a szinaptotagmin1-gyel[21] szerepet játszhatnak a PI(4,5)P2-dependens priminghibában.

IP3/DAG-út

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PIP2 az IP3/DAG-út köztiterméke, melyet a G-protein-kapcsolt receptorok Gq α-alegységet aktiváló ligandumai indítanak el. A PIP2 a fehérjereceptorok, például α1 adrenerg receptorok által aktivált foszfolipáz C (PLC) általi hidrolízis szubsztrátja. A PIP2 szabályozza számos membránprotein és ioncsatorna, például az M-csatorna funkcióját. A PLC-katalízis termékei az inozit-1,4,5-triszfoszfát (IP3) és egy diglicerid (DAG), melyek másodlagos hírvivők. E kaszkádban a DAG a sejtmembránon marad, és a fehérjekináz C (PKC) aktiválásával aktiválja a jelkaszkádot. Ez más citoszolfehérjéket aktivál foszforilációjukkal. A PKC hatását foszfatázok fordíthatják vissza. Az IP3 a citoplazmába kerülve aktiválja az IP3-receptorokat a sima endoplazmatikus retikulumon (ER), megnyitva az ottani kalciumcsatornákat, lehetővé téve azok mobilizációját bizonyos Ca2+-csatornákon keresztül a citoszolba. A kalcium a kaszkádban más fehérjék aktiválásával vesz részt.[22]

Foszfolipidkötés

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az I. osztályú PI3-kinázok a PIP2-t foszforilálják, foszfatidilinozit-(3,4,5)-triszfoszfátot (PI(3,4,5)P3) adva, és a PIP2 PI4P-ből létrehozható. A PI4P, a PI(3,4,5)P3 és a PI(4,5)P2 nemcsak enzimszubsztrátok, hanem bizonyos, a fehérjék plazmamembránba kerülését és a jelkaszkádok aktiválását segítő doménekhez kötő foszfolipidek.[23][24]

Káliumcsatornák

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A belső rektifikáló káliumcsatornák aktiválásához szükséges a PIP2-kötés.[26][27]

G-protein-kapcsolt receptorok

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PIP2 stabilizálja az A osztályú G-protein-kapcsolt receptorok (GPCR) aktív állapotát közvetlen kötéssel, és szelektivitását erősíti bizonyos G-proteinek felé.[28]

G-proteinkapcsoltreceptor-kinázok

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PIP2 aktiválja a G-proteinkapcsoltreceptor-kináz 2-t (GRK2) a membránon a GRK2 nagy lebenyéhez kötve. Ez stabilizálja azt, és úgy rendezi el, mely lehetővé teszi a β-adrenerg receptor hatékonyabb foszforilációját.[29]

Szabályzás

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PIP2-t számos eltérő komponens szabályozza. Egy hipotézis szerint koncentrációja helyileg kezelt. A szabályzásban résztvevő faktorok például:[30]

  • lipidkinázok, lipidfoszfatázok
  • lipidtranszfer-fehérjék
  • növekedési faktorok, kis GTPázok
  • sejtkapcsolás
  • sejtközi kölcsönhatások
  • sejttérfogat-változás
  • sejtdifferenciációs állapot
  • sejtstressz

Jegyzetek

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]
  1. ↑ Strachan T, Read AP (1999). Leptospira. In: Human Molecular Genetics (2nd ed.). Wiley-Liss. ISBN 0-471-33061-2. (via NCBI Bookshelf).
  2. ↑ van den Bogaart, G; Meyenberg, K; Risselada, HJ; Amin, H; Willig, KI; Hubrich, BE; Dier, M; Hell, SW; Grubmüller, H; Diederichsen, U; Jahn, R (2011. október 23.). "Membrane protein sequestering by ionic protein-lipid interactions". Nature. 479 (7374): 552–5. Bibcode:2011Natur.479..552V. doi:10.1038/nature10545. hdl:11858/00-001M-0000-0012-5C28-1. PMC 3409895. PMID 22020284. S2CID 298052.
  3. ↑ Petersen, EN; Chung, HW; Nayebosadri, A; Hansen, SB (2016. december 15.). "Kinetic disruption of lipid rafts is a mechanosensor for phospholipase D." Nature Communications. 7: 13873. Bibcode:2016NatCo...713873P. doi:10.1038/ncomms13873. PMC 5171650. PMID 27976674. S2CID 14678865.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: oldalszám helyett cikk száma (link)
  4. ↑ Yuan, Z; Pavel, MA; Wang, H; Kwachukwu, JC; Mediouni, S; Jablonski, JA; Nettles, KW; Reddy, CB; Valente, ST; Hansen, SB (2022. szeptember 14.). "Hydroxychloroquine blocks SARS-CoV-2 entry into the endocytic pathway in mammalian cell culture". Communications Biology. 5 (1): 958. doi:10.1038/s42003-022-03841-8. PMC 9472185. PMID 36104427. S2CID 252281018.
  5. ↑ Robinson, CV; Rohacs, T; Hansen, SB (szeptember 2019). "Tools for Understanding Nanoscale Lipid Regulation of Ion Channels". Trends in Biochemical Sciences. 44 (9): 795–806. doi:10.1016/j.tibs.2019.04.001. PMC 6729126. PMID 31060927. S2CID 146810646.
  6. ↑ Rameh, LE; Tolias, K; Duckworth, BC; Cantley, LC (november 1997). "A new pathway for synthesis of phosphatydilinositol-4,5-bisphosphate". Nature. 390 (6656): 192–6. doi:10.1038/36621. PMID 9367159. S2CID 4403301.
  7. ↑ Tanaka T, Iwawaki D, Sakamoto M, Takai Y, Morishige J, Murakami K, Satouchi K (április 2003). "Mechanisms of accumulation of arachidonate in phosphatidylinositol in yellowtail. A comparative study of acylation systems of phospholipids in rat and the fish species Seriola quinqueradiata". Eur J Biochem. 270 (7): 1466–73. doi:10.1046/j.1432-1033.2003.03512.x. PMID 12654002.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  8. ↑ Bulley SJ, Clarke JH, Droubi A, Giudici ML, Irvine RF (2015). "Exploring phosphatidylinositol 5-phosphate 4-kinase function". Adv Biol Regul. 57: 193–202. doi:10.1016/j.jbior.2014.09.007. PMC 4359101. PMID 25311266.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  9. ↑ Lewis AE, Sommer L, Arntzen MØ, Strahm Y, Morrice NA, Divecha N, D'Santos CS (2011). "Identification of nuclear phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate-interacting proteins by neomycin extraction". Mol Cell Proteomics. 10 (2): M110.003376. doi:10.1074/mcp.M110.003376. PMC 3033679. PMID 21048195.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: jelöletlen szabad DOI (link) CS1 karbantartás: oldalszám helyett cikk száma (link) CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  10. ↑ Sun, Hui; Yamamoto, Masaya; Mejillano, Marisan; Yin, Helen (1999. november 19.). "Gelsolin, a Multifunctional Actin Regulatory Protein". The Journal of Biological Chemistry. 274 (47): 33179–82. doi:10.1074/jbc.274.47.33179. PMID 10559185.
  11. ↑ Eberhard, David A; et al. (1990). "Evidence that the inositol phospholipids are necessary for exocytosis. Loss of inositol phospholipids and inhibition of secretion in permeabilized cells caused by a bacterial phospholipase C and removal of ATP". Biochemical Journal. 268 (1): 15–25. doi:10.1042/bj2680015. PMC 1131385. PMID 2160809. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  12. ↑ Hay, Jesse C, Thomas M (1993). "Phosphatidylinositol transfer protein required for ATP-dependent priming of Ca2+-activated secretion". Nature. 366 (6455): 572–575. doi:10.1038/366572a0. PMID 8255295. S2CID 4348488.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  13. 1 2 Hay, Jesse C; et al. (1995). "ATP-dependent inositide phosphorylation required for Ca2+-activated secretion". Nature. 374 (6518): 173–177. doi:10.1038/374173a0. PMID 7877690. S2CID 4365980. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  14. ↑ Holz RW; et al. (2000). "A pleckstrin homology domain specific for phosphatidylinositol 4, 5-bisphosphate (PtdIns-4, 5-P2) and fused to green fluorescent protein identifies plasma membrane PtdIns-4, 5-P2 as being important in exocytosis". J. Biol. Chem. 275 (23): 17878–17885. doi:10.1074/jbc.M000925200. PMID 10747966. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  15. 1 2 3 Gong LW; et al. (2005). "Phosphatidylinositol phosphate kinase type Iγ regulates dynamics of large dense-core vesicle fusion". PNAS. 102 (14): 5204–5209. doi:10.1073/pnas.0501412102. PMC 555604. PMID 15793002. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  16. 1 2 Di Paolo G; et al. (2004). "Impaired PtdIns (4, 5) P2 synthesis in nerve terminals produces defects in synaptic vesicle trafficking". Nature. 431 (7007): 415–422. doi:10.1038/nature02896. PMID 15386003. S2CID 4333681. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  17. ↑ Waselle L; et al. (2005). "Role of phosphoinositide signaling in the control of insulin exocytosis". Molecular Endocrinology. 19 (12): 3097–3106. doi:10.1210/me.2004-0530. PMID 16081518. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  18. 1 2 Milosevic I; et al. (2005). "Plasmalemmal phosphatidylinositol-4, 5-bisphosphate level regulates the releasable vesicle pool size in chromaffin cells". Journal of Neuroscience. 25 (10): 2557–2565. doi:10.1523/JNEUROSCI.3761-04.2005. PMC 6725155. PMID 15758165. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  19. ↑ Grishanin RN; et al. (2004). "CAPS acts at a prefusion step in dense-core vesicle exocytosis as a PIP 2 binding protein". Neuron. 43 (4): 551–562. doi:10.1016/j.neuron.2004.07.028. PMID 15312653. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  20. ↑ Kabachinski G; et al. (2014). "CAPS and Munc13 utilize distinct PIP2-linked mechanisms to promote vesicle exocytosis". Molecular Biology of the Cell. 25 (4): 508–521. doi:10.1091/mbc.E12-11-0829. PMC 3923642. PMID 24356451. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  21. ↑ Loewen CA; et al. (2006). "C2B polylysine motif of synaptotagmin facilitates a Ca2+-independent stage of synaptic vesicle priming in vivo". Molecular Biology of the Cell. 17 (12): 5211–5226. doi:10.1091/mbc.E06-07-0622. PMC 1679685. PMID 16987956. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  22. ↑ Rusten, Tor Erik; Stenmark, Harald (április 2006). "Analyzing phosphoinositides and their interacting proteins". Nature Methods. 3 (4): 251–258. doi:10.1038/nmeth867. ISSN 1548-7091. PMID 16554828. S2CID 20289175.
  23. ↑ Won DH; et al. (2006). "PI (3, 4, 5) P3 and PI (4, 5) P2 lipids target proteins with polybasic clusters to the plasma membrane". Science. 314 (5804): 1458–1461. doi:10.1126/science.1134389. PMC 3579512. PMID 17095657. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  24. ↑ Hammond G; et al. (2012). "PI4P and PI (4, 5) P2 are essential but independent lipid determinants of membrane identity". Science. 337 (6095): 727–730. doi:10.1126/science.1222483. PMC 3646512. PMID 22722250. {{cite journal}}: Explicit use of et al. in: |author= (súgó)
  25. ↑ GeneGlobe -> GHRH Signaling Archiválva 2020. március 27-i dátummal a Wayback Machine-ben Retrieved on May 31, 2009
  26. ↑ Soom, M (2001). "Multiple PtdIns(4,5)P2 binding sites in Kir2.1 inwardly rectifying potassium channels". FEBS Letters. 490 (1–2): 49–53. doi:10.1016/S0014-5793(01)02136-6. PMID 11172809. S2CID 36375203.
  27. ↑ Hansen, SB; Tao, X; MacKinnon, R (2011. augusztus 28.). "Structural basis of PIP2 activation of the classical inward rectifier K+ channel Kir2.2". Nature. 477 (7365): 495–8. doi:10.1038/nature10370. PMC 3324908. PMID 21874019.
  28. ↑ Yen, Hsin-Yung; Hoi, Kin Kuan; Liko, Idlir; Hedger, George; Horrell, Michael R.; Song, Wanling; Wu, Di; Heine, Philipp; Warne, Tony (2018. július 11.). "PtdIns(4,5)P2 stabilizes active states of GPCRs and enhances selectivity of G-protein coupling". Nature. 559 (7714): 423–427. doi:10.1038/s41586-018-0325-6. ISSN 0028-0836. PMC 6059376. PMID 29995853.
  29. ↑ Yang, Pei; Homan, Kristoff T.; Li, Yaoxin; Cruz-Rodríguez, Osvaldo; Tesmer, John J.G.; Chen, Zhan (2016. május 24.). "Effect of Lipid Composition on Membrane Orientation of the G protein-coupled Receptor Kinase 2-Gβ1γ2 Complex". Biochemistry. 55 (20): 2841–2848. doi:10.1021/acs.biochem.6b00354. ISSN 0006-2960. PMC 4886744. PMID 27088923.
  30. ↑ Hilgemann, D. W. (2001). "The Complex and Intriguing Lives of PIP2 with Ion Channels and Transporters". Science's STKE. 2001 (111): 19re–19. doi:10.1126/stke.2001.111.re19. PMID 11734659. S2CID 24745275.

Fordítás

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Foszfatidilinozit-4,5-biszfoszfát&oldid=28480494”