Tín hiệu Phosphatidylinositol

Tín hiệu phosphatidylinositol sử dụng một họ phospholipid màng — các phosphoinositide — vừa làm nguồn truyền tin thứ cấp được điều hòa vừa làm dấu hiệu neo đậu để tuyển mộ các protein tín hiệu đến các màng cụ thể. Sự phosphoryl hóa thuận nghịch của nhóm đầu inositol tạo ra các loài lipid riêng biệt tổ chức các quá trình từ tín hiệu yếu tố tăng trưởng đến vận chuyển màng.

Definition

Tín hiệu phosphatidylinositol là quá trình phosphoryl hóa, thủy phân và khử phosphoryl hóa được điều hòa của các phospholipid inositol trong màng tế bào để tạo ra các chất truyền tin thứ cấp và các vị trí neo đậu lipid kiểm soát tín hiệu nội bào.

Scope

Chủ đề này bao gồm cấu trúc và sự chuyển đổi lẫn nhau của các phosphoinositide, hai nhánh tín hiệu được đặc trưng rõ nhất của chúng — sự tạo ra các chất truyền tin thứ cấp hòa tan của phospholipase C và sự tạo ra các lipid 3-phosphoryl hóa của PI3-kinase — và cách các miền liên kết lipid đọc các tín hiệu này. Các liên kết bệnh hạ nguồn chỉ là ngữ cảnh tham khảo.

Core questions

• Các loài phosphoinositide khác nhau được tạo ra và chuyển đổi lẫn nhau như thế nào?
• Các phosphoinositide hoạt động như thế nào vừa là tiền chất truyền tin thứ cấp vừa là nhãn địa chỉ màng?
• Nhánh PI3-kinase được liên kết với các yếu tố tác động hạ nguồn như thế nào?

Key concepts

• Phosphatidylinositol và các dẫn xuất phosphoryl hóa của nó (PIP)
• Phospholipase C, IP3 và diacylglycerol
• Phosphoinositide 3-kinase (PI3K)
• PIP3 như một tín hiệu neo đậu màng
• Tuyển mộ các yếu tố tác động miền PH
• Các phosphatase lipid (ví dụ, phản ứng PTEN) như các chất điều hòa đối kháng

Mechanisms

Phosphatidylinositol mang một nhóm đầu inositol mà các hydroxyl của nó có thể được phosphoryl hóa thuận nghịch ở một số vị trí, tạo ra một tập hợp các loài phosphoinositide riêng biệt đánh dấu các màng khác nhau và tuyển mộ các protein cụ thể (Di Paolo & De Camilli, 2006). Trong một nhánh, phospholipase C cắt phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate thành chất truyền tin hòa tan inositol trisphosphate (IP3), chất này giải phóng canxi nội bào, và diacylglycerol được giữ lại trên màng, chất này kích hoạt protein kinase C. Trong nhánh thứ hai, phosphoinositide 3-kinase phosphoryl hóa vị trí 3 của vòng inositol để tạo ra các lipid 3-phosphoryl hóa như PIP3 (Vanhaesebroeck et al., 2001). PIP3 hoạt động như một tín hiệu neo đậu tuyển mộ các protein miền đồng dạng pleckstrin đến màng, liên kết tín hiệu lipid với các kinase hạ nguồn; mạng lưới AKT/PKB là một bộ đọc chính của tín hiệu này và tích hợp nó vào các kết quả tăng trưởng và sống sót (Cantley, 2002; Manning & Toker, 2017). Các phosphatase lipid đảo ngược các sửa đổi này và do đó chấm dứt hoặc định hình tín hiệu.

Clinical relevance

Trục PI3K-AKT là một trong những mạng lưới tín hiệu tăng trưởng và sống sót được nghiên cứu nhiều nhất, và các thành phần của nó thường được kiểm tra trong nghiên cứu ung thư vì sự rối loạn điều hòa của chúng có thể duy trì tín hiệu tăng sinh (Cantley, 2002; Manning & Toker, 2017). Mục này mô tả con đường như kiến thức tham khảo và không cung cấp hướng dẫn chẩn đoán hoặc điều trị.

Evidence & guidelines

Chủ đề này dựa trên các đánh giá sinh hóa và sinh học tế bào về chuyển hóa phosphoinositide và con đường PI3K-AKT (Vanhaesebroeck et al., 2001; Cantley, 2002; Di Paolo & De Camilli, 2006; Manning & Toker, 2017) hơn là các hướng dẫn lâm sàng.

History

Các phospholipid inositol được công nhận là một hệ thống tín hiệu vào những năm 1980 với con đường phospholipase C / IP3 / diacylglycerol, và việc phát hiện ra phosphoinositide 3-kinase và các sản phẩm 3-phosphoryl hóa của nó vào cuối những năm 1980 và 1990 đã mở ra nhánh PI3K hiện là trung tâm của tín hiệu lipid (Vanhaesebroeck et al., 2001; Cantley, 2002).

Key figures

• Lewis Cantley
• Bart Vanhaesebroeck
• Pietro De Camilli
• Brendan Manning

Seminal works

• vanhaesebroeck-2001
• cantley-2002
• dipaolo-2006

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa các nhánh PLC và PI3K của tín hiệu phosphoinositide là gì?

Nhánh phospholipase C thủy phân PIP2 thành chất truyền tin hòa tan IP3 và diacylglycerol màng, trong khi nhánh PI3K phosphoryl hóa các lipid inositol ở vị trí 3 để tạo ra các vị trí neo đậu màng như PIP3.

Tại sao các phosphoinositide được mô tả là nhãn địa chỉ màng?

Các loài phosphoryl hóa khác nhau được làm giàu trên các màng khác nhau và được nhận diện bởi các miền liên kết lipid cụ thể, vì vậy chúng giúp tuyển mộ các protein tín hiệu đến đúng vị trí.