Jump to content

Фосфатидилинозитол

(Перенаправлен из Ptdins )
Фосфатидилинозитол

Изображение молекулы фосфатидилинизитола с обзором различных сегрегированных компонентов; Инозитол, фосфат, глицерол-обработка, ацильная цепь SN-1, ацильная цепь SN-2. Сделано Матиас Солли Сэндсдален на Biorender.com, модифицирован из NJ Blunsom и S. Cockcroft. [ 1 ]
Имена
Имя IUPAC
[(2R) -3- [гидрокси-[(5R) -2,3,4,5,6-пентагидроксициклогексил] oxyphoshoryl] oxy-2-octadecanoyloxypropil] (8Z, 11Z, 14Z, 17Z) -икоса-8,11 , 14,17-тетраоат
Другие имена
  • Пик
  • Ptdins
Идентификаторы
Чеби
Наркоман
Характеристики
C 47 H 83 O 13 P
Молярная масса 887,104 г/моль, нейтральный с составом жирной кислоты - 18: 0, 20: 4
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).

Фосфатидилинозитол или инозитол фосфолипид является биомолекулой . Первоначально он назывался «Инозис», когда он был обнаружен Леоном Макунном и Иоганном Джозефом фон Шерером в конце 19 -го века. Он был обнаружен у бактерий, но позже также обнаружено у эукариот , и было обнаружено, что он является сигнальной молекулой .

Биомолекула может существовать в 9 разных изомерах. Это липид , который содержит фосфатную группу , две цепи жирных кислот и одну инозитола молекулу сахара . Как правило, фосфатная группа имеет отрицательный заряд (при физиологических значениях рН ). В результате молекула является амфифильной .

Продукция молекулы ограничена эндоплазматической ретикулумом .

История фопатидилинозитола

[ редактировать ]

Фосфатидилинозитол (PI) и его производные имеют богатую историю, начиная с их открытия Иоганна Джозефа фон Шерера [ 2 ] и Леон Манкенн [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] в конце 19 -го века. Первоначально известный как « inosite », основанный на его сладком вкусе, изоляция и характеристика инозитола заложила основу для понимания ее циклогексанол . Работа Theodore Posternak еще больше выяснила конфигурацию мио-иназитола, [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Основная форма, обнаруженная в эукариотических тканях. Изучение изомеров инозитола и их физиологических функций выявило сложное взаимодействие в различных организмах.

Этерифицированное присутствие инозитола у липидов , особенно PI, впервые наблюдалось у бактерий , а затем подтверждено у эукариотических организмов, таких как исследователи, как Клинтон Баллу [ 9 ] [ 10 ] и коричневый. [ 11 ] Их новаторская работа установила структуру PI и его фосфорилированных форм, проливая свет на их роли в качестве сигнальных молекул . Несмотря на сложность номенклатуры и изомерии инозитола, современные исследования значительно продвинули понимание их разнообразных функций в клеточной физиологии и сигнальных путях .

Обнаружение PI и его производных, наряду с их сложными ролями в клеточной передаче сигналов, отмечает значительную главу в области биохимии . От ранних исследований в структуре Инозитола до идентификации его различных изомеров и их физиологических функций, изучение соединений inositol продолжает раскрывать новое понимание клеточных процессов . [ 12 ]

Структура и химия

[ редактировать ]

Фосфатидилинозитол (PI), также известный как инозитол фосфолипид, представляет собой липид, состоящий из фосфатной группы, двух цепей жирной кислоты и одной молекулы инозитола. Он принадлежит к классу фосфатидилглицеридов и обычно обнаруживается в качестве незначительного компонента на цитозольной стороне эукариотических клеточных мембран. Фосфатная группа придает отрицательный заряд молекулам при физиологическом рН. [ 13 ]

PI может существовать в девяти различных формах, мио-, Scyllo-, слизистой, эпи-, нео-, алло-, D-хиро-, L-хиро- и цис-инозитол. Эти изомеры распространены в биологии и имеют много функций, например, вкусового сенсорного, регулирования уровней фосфатов, метаболического потока , транскрипции, экспорта и трансляции мРНК, передачи сигналов инсулина, эмбрионального развития и реакции на стресс. CIS-Инозитол является единственным изомером, не найденным естественным образом в природе. [ 14 ]

PI демонстрирует амфифильную природу с полярными и неполярными областями, из-за ее глицерофосфолипидной структуры, содержащей глицериновую основную цепь, два непокориных хвоста жирных кислот и фосфатную группу, заменившую группу полярной головки инозитола. [ 15 ]

Фосфоинозитиды

[ редактировать ]

Фосфорилированные формы фосфатидилинозитола (PI) называются фосфоинозитидами и играют важную роль в передаче сигналов липидов , передачи сигналов клеток и переноса мембраны . Инозитоловое кольцо может быть фосфорилировано различными киназами в трех, четырех и пять гидроксильных группах в семи различных комбинациях. Тем не менее, две и шесть гидроксильных групп обычно не фосфорилированы из -за стерического препятствия . [ 16 ]

Все семь вариаций следующих фосфоинозитидов были обнаружены у животных:

Фосфатидилинозитол монофосфаты:

Фосфатидилинозитол бисфосфаты:

Фосфатидилинозитол трисфосфат:

Эти фосфоинозитиды также обнаружены в растительных клетках, за исключением PIP 3 . [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

Гидролиз

[ редактировать ]

Значение метаболизма фосфатидилинозитола (PI) заключается в его роли в качестве потенциального механизма преобразования, очевидным из исследований, показывающих гормон и нейротрансмиттер, вызванный гидролизом PI. Гидролиз начинается с фермента Pi 4-киназы альфа-альфа ( PI4Kα ), превращающего PI в PI 4-фосфат ( PI4P ), который затем превращается в PI (4,5) бифосфат ( PI (4,5) P 2 ) ферментом PI 4-фосфат-5-киназа ( PI4P5K ). PI (4,5) P 2 затем гидролизируется фосфолипазой C ( PLC ) и образует вторых мессенджеров, инозитол (1,4,5) трифосфат ( IP 3 ) и диацилглицерин ( DG ). ДГ затем фосфирилинируется в фосфатидную кислоту ( ПА ) с помощью DG -киназы ( DGK ). PA также непосредственно продуцируется из фосфатидилхолина ( ПК ) фосфолипазой D ( PLD ). Белки переноса липидов облегчают обмен PI и PA между мембранами, обеспечивая его доступность для рецепторных механизмов на плазматической мембране, даже у органеллов, таких как митохондрии, не способные к синтезу PI. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

Изображение процесса гидролиза и биосинтеза в плазматической мембране и эндоплазматической ретикулуме (ER). Описание цикла PI с соответствующими ферментативными процессами и реакциями. Сделано Матиас Солли Сэндсдален на Biorender.com, модифицирован из NJ Blunsom и S. Cockcroft. [ 20 ]

Биосинтез

[ редактировать ]

Синтез фосфатидилинозитола (PI ) ограничен эндоплазматическим ретикулумом (ER), который является крупнейшим мембранным компонентом клетки. [ 23 ] Этот сайт также способствует синтезу большинству фосфолипидов, а именно фосфатидилхолина (ПК), фосфатидилэтаноламина (PE), фосфатидилсерин (PS) и триацилглицерина (TG). [ 24 ] Синтез включает серию ферментативных реакций.

Биосинтез и фосфорилирование PI в основном ограничены цитозольной поверхностью, обращенной к уже жилым киназам , но не на ER. Синтез De novo PI PI начинается с ацилированного процесса глицеральдегида-3-фосфата (G-3-P) ферментами GPAT в положении ацильной цепи SN-1 . [ 25 ] Затем за процессом следует второе ацилирование с ферментами LPAAT1, LPAAT2 и LPAAT3, LPAAT, в SN-2 . положении ацильной цепи [ 26 ] Этот двойной шаг процесс ацилирует G-3-P до фосфатидной кислоты (PA).

PA преобразуется в промежуточный CDP-диацилглицерин (CDP-DG) с помощью процесса, называемого CDP-диаглицерол-синтазой. Этот синтез катализируется использованием CDS1 и CDS2 , CDS-ферментов. В последнем ферментативном процессе CDP-DG и Inositol катализируются ферментом Piсинтазой (PIS) и синтезируются в PI. [ 27 ] [ 28 ]

  1. ^ Blunsom, Nicholas J.; Коккрофт, Шамшад (2020). «Синтез фосфатидилинозитола в эндоплазматической ретикулуме» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1865 (1). doi : 10.1016/j.bbalip.2019.05.015 . PMID   31173893 . S2CID   182948709 .
  2. ^ Шерер, Иоганн Дж. (1850). «О новом типе сахара, полученного из мышечного мяса». Либигс Энн. Химический 73 (3): 322. doi : 10.1002/jlac.185007303 .
  3. ^ Макуен, Леон (1887). «Подготовка, право собственности и конституция. Еженедельные сообщения о сессиях Академии наук . 104 : 225-227.
  4. ^ Макуен, Леон (1887). «О свойствах Инозой». Еженедельные сообщения о сессиях Академии наук . 104 : 297-299.
  5. ^ Макуен, Леон (1887). «На некоторых производных Инозой». Еженедельные сообщения о сессиях Академии наук . 104 : 1719-1722.
  6. ^ Посттернак, Теодор (1942). «Исследования в серии VI Cyclites. SUT Конфигурация мезоинозита, Scyllite и Inososis, полученного по биохимическим путям (Scyllo-MS-Inosose)». Хельв Чим. Акт . 25 (4): 746-752. Doi : 10.1002/hlca.19420250410 .
  7. ^ Данкшат, Герда (1942). «Ацетонизация и конфигурация мезоназой» . Естественные науки (на немецком языке). 30 (9-10): 146–147. Bibcode : 1942nw ..... 30..146d . Doi : 10.1007/bf01475387 . ISSN   0028-1042 . S2CID   38695213 .
  8. ^ Falkenburger, Björn H.; Дженсен, Джилл Б.; Диксон, Имонн Дж.; Suh, Byung-Chang; Hille, Bertil (2010). «Обзор симпозиума: фосфоинозитиды: липидные регуляторы мембранных белков: фосфоинозитиды инструктируют мембранные белки» . Журнал физиологии . 588 (17): 3179–3185. doi : 10.1113/jphysiol.2010.192153 . PMC   2976013 . PMID   20519312 .
  9. ^ Пизер, Фрэнсис Лейн; Баллу, Клинтон Э. (1959). «Исследования на мио-инозитол фосфаты естественного происхождения». Журнал Американского химического общества . 81 (4): 915–921. doi : 10.1021/ja01513a040 . ISSN   0002-7863 .
  10. ^ Ballou, Clinton E.; Пизер, Льюис И. (1959). «Синтез оптически активного мио-инозитола 1-фосфата». Журнал Американского химического общества . 81 (17): 4745. DOI : 10.1021/JA01526A074 . ISSN   0002-7863 .
  11. ^ Браун, DM; Кларк, BFC; Письма, Р. (1961). «732. Фосфолипиды. Часть VII. Структура монофосфоинозитида» . Журнал химического общества (возобновление) : 3774–3779. doi : 10.1039/jr9610003774 . ISSN   0368-1769 .
  12. ^ Ирвин, Робин Ф. (2016). «Короткая история инозитольных липидов» . Журнал липидных исследований . 57 (11): 1987–1994. doi : 10.1194/jlr.r071712 . PMC   5087877 . PMID   27623846 .
  13. ^ Kooijman, Edgar E.; Кинг, Катрис Э.; Гангода, Махинда; ГИРЕК, Арне (2009-10-13). «Свойства ионизации полифосфатов фосфатидилинозитол в смешанных модельных мембранах» . Биохимия . 48 (40): 9360–9371. doi : 10.1021/bi9008616 . ISSN   0006-2960 . PMID   197255516 .
  14. ^ Томас, Марк П.; Миллс, Стивен Дж.; Поттер, Барри В.Л. (2016-01-26). «Инозитолы и их фосфаты: синтез, биология и медицина (с недавними достижениями в химии мио -анозитола)» . Angewandte Chemie International Edition . 55 (5): 1614–1650. doi : 10.1002/anie.201502227 . ISSN   1433-7851 . PMC   5156312 . PMID   26694856 .
  15. ^ Хоенер, Мариус С.; Бродбек, Урс (1992). «Фосфатидилинозитол-гликан-специфическая фосфолипаза D представляет собой амфифильный гликопротеин, который в сыворотке связан с липопротеинами высокой плотности» . Европейский журнал биохимии . 206 (3): 747–757. doi : 10.1111/j.1432-1033.1992.tb16981.x . ISSN   0014-2956 . PMID   1606959 .
  16. ^ Falkenburger, Björn H.; Дженсен, Джилл Б.; Диксон, Имонн Дж.; Suh, Byung-Chang; Hille, Bertil (2010-09-01). «Обзор симпозиума: фосфоинозитиды: липидные регуляторы мембранных белков: фосфоинозитиды инструктируют мембранные белки» . Журнал физиологии . 588 (17): 3179–3185. doi : 10.1113/jphysiol.2010.192153 . PMC   2976013 . PMID   20519312 .
  17. ^ Muller-Roeber B, Pical C (2002). Инозитол фосфолипидный метаболизм у арабидопсиса. Характеризованные и предполагаемые изоформы инозитолфосфолипидкиназы и фосфоинозитид-специфической фосфолипазы C.
  18. ^ Falkenburger, Björn H.; Дженсен, Джилл Б.; Диксон, Имонн Дж.; Suh, Byung-Chang; Hille, Bertil (2010-09-01). «Обзор симпозиума: фосфоинозитиды: липидные регуляторы мембранных белков: фосфоинозитиды инструктируют мембранные белки» . Журнал физиологии . 588 (17): 3179–3185. doi : 10.1113/jphysiol.2010.192153 . PMC   2976013 . PMID   20519312 .
  19. ^ Tabaei, Seyed R.; Го, фэн; Рутаганира, Флорентийский U.; Vafaei, Setareh; Чун, Ингрид; Shokat, Kevan M.; Гленн, Джеффри С.; Чо, Нам-Джун (2016-05-17). «Многоэтажное ремоделирование композиционных липидных мембран межфазными активными фосфатидилинозитолкиназами» . Аналитическая химия . 88 (10): 5042–5045. doi : 10.1021/acs.analchem.6b01293 . ISSN   0003-2700 . PMC   5291064 . PMID   27118725 .
  20. ^ Jump up to: а беременный Blunsom, Nicholas J.; Коккрофт, Шамшад (2020). «Синтез фосфатидилинозитола в эндоплазматической ретикулуме» . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1865 (1): 158471. DOI : 10.1016/j.bbalip.2019.05.015 . PMID   31173893 . S2CID   182948709 .
  21. ^ Берридж, Майкл Дж. (1981). «Гидролиз фосфатидилдмозитола: многофункциональный механизм преобразования» . Молекулярная и клеточная эндокринология . 24 (2): 115–140. doi : 10.1016/0303-7207 (81) 90055-1 . PMID   6117490 . S2CID   27566538 .
  22. ^ Иванова, Аделина; Атакпа-Ададжи, мир (2023). PM - сложное взаимодействие простых мессенджеров» «Фосфатидилиностал 4,5 -бисфосфат и кальций в перекрестках ER - Biochimica et Biophysica Acta (BB) - исследования молекулярных клеток 1870 (6): 119475. DOI : 10.1016/ j.bmcr.2023.119475  37098393PMID
  23. ^ Шинк, Кей О.; Тан, Киа-Уи; Стенмарк, Харальд (2016). «Фосфоинозитиды в контроле мембранной динамики» . Ежегодный обзор биологии клеток и развития . 32 (1): 143–171. doi : 10.1146/annurev-cellbio-111315-125349 . ISSN   1081-0706 . PMID   27576122 .
  24. ^ Чой, Кристофер Х.; Хан, Бонг-Кван; Botelho, Roberto J. (2017). «Разнообразие, распределение и эффекторную функцию фосфоинозитида: выходить из коробки» . Биологии . 39 (12). doi : 10.1002/bies.201700121 . ISSN   0265-9247 . PMID   28977683 . S2CID   22778474 .
  25. ^ Ridgway, Neale D. (2016), «Синтез фосфолипидов в клетках млекопитающих» , Биохимия липидов, липопротеинов и мембран , Elsevier, pp. 209–236, doi : 10.1016/b978-0-444-63438-2.007-9 , ISBN  978-0-444-63438-2 , S2CID   89265741 , получен 2024-02-15
  26. ^ Chatterjee, Soumya Deep; Чжоу, Хуан; Дасгупта, Рубин; Cramer-Blok, Anneloes; Тиммер, Моника; Ван дер Стелт, Марио; Ubbink, Marcellus (2021). «Динамика белка влияет на ферментативную активность фосфолипазы A/ацилтрансферазы 3 и 4» . Биохимия . 60 (15): 1178–1190. doi : 10.1021/acs.biochem.0c00974 . ISSN   0006-2960 . PMC   8154263 . PMID   33749246 .
  27. ^ Банни, Том Д.; Катан, Матильда (2011). «Регуляция ПЛК: новые изображения для молекулярных механизмов» . Тенденции в биохимических науках . 36 (2): 88–96. doi : 10.1016/j.tibs.2010.08.003 . PMID   20870410 .
  28. ^ Иванова, Аделина; Атакпа-Ададжи, мир (2023). PM - сложное взаимодействие простых мессенджеров» «Фосфатидилиностал 4,5 -бисфосфат и кальций в перекрестках ER - Biochimica et Biophysica Acta (BB) - исследования молекулярных клеток 1870 (6): 119475. DOI : 10.1016/ j.bmcr.2023.119475  37098393PMID
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ae93aecf4f970bc99ec7ed1df0f2cd86__1725620220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ae/86/ae93aecf4f970bc99ec7ed1df0f2cd86.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Phosphatidylinositol - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)