磷脂酰肌醇信号传导
磷脂酰肌醇信号传导利用膜磷脂家族——磷酸肌醇——作为受调控的第二信使来源和募集信号蛋白到特定膜上的停靠标记。肌醇头基的可逆磷酸化产生不同的脂质种类，这些脂质种类组织着从生长因子信号传导到膜运输等过程。
Definition
磷脂酰肌醇信号传导是指细胞膜中肌醇磷脂的受调控磷酸化、水解和去磷酸化，以产生控制细胞内信号传导的第二信使和脂质停靠位点。
Scope
本主题涵盖磷酸肌醇的结构和相互转化，其信号传导中两个特征最明确的分支——磷脂酶C生成可溶性第二信使和PI3激酶生成3-磷酸化脂质——以及脂质结合域如何读取这些信号。下游疾病关联仅作为参考背景。
Core questions
- 不同的磷酸肌醇种类是如何生成和相互转化的？
- 磷酸肌醇如何既作为第二信使前体又作为膜地址标签发挥作用？
- PI3激酶分支如何与下游效应器偶联？
Key concepts
- 磷脂酰肌醇及其磷酸化衍生物（PIP）
- 磷脂酶C、IP3和二酰甘油
- 磷酸肌醇3-激酶（PI3K）
- PIP3作为膜停靠信号
- PH结构域募集效应器
- 脂质磷酸酶（例如PTEN反应）作为反向调节器
Mechanisms
磷脂酰肌醇带有一个肌醇头基，其羟基可以在多个位置可逆地磷酸化，从而产生一组不同的磷酸肌醇种类，这些种类标记不同的膜并募集特定的蛋白质（Di Paolo & De Camilli, 2006）。在一个分支中，磷脂酶C将磷脂酰肌醇4,5-二磷酸水解为可溶性信使肌醇三磷酸（IP3），后者释放细胞内钙，以及膜保留的二酰甘油，后者激活蛋白激酶C。在第二个分支中，磷酸肌醇3-激酶磷酸化肌醇环的3位，生成3-磷酸化脂质，例如PIP3（Vanhaesebroeck et al., 2001）。PIP3作为停靠信号，募集pleckstrin同源域蛋白到膜上，将脂质信号与下游激酶偶联；AKT/PKB网络是该信号的主要读取者，并将其整合到生长和存活输出中（Cantley, 2002; Manning & Toker, 2017）。脂质磷酸酶逆转这些修饰，从而终止或塑造信号。
Clinical relevance
PI3K-AKT轴是研究最广泛的生长和存活信号网络之一，其组分在癌症研究中经常被检查，因为它们的失调可以维持增殖信号（Cantley, 2002; Manning & Toker, 2017）。本条目将该通路描述为参考知识，不提供诊断或治疗指导。
Evidence & guidelines
本主题基于磷酸肌醇代谢和PI3K-AKT通路的生化和细胞生物学综述（Vanhaesebroeck et al., 2001; Cantley, 2002; Di Paolo & De Camilli, 2006; Manning & Toker, 2017），而非临床指南。
History
肌醇磷脂在20世纪80年代被认为是信号系统，伴随着磷脂酶C / IP3 / 二酰甘油通路，而磷酸肌醇3-激酶及其3-磷酸化产物在20世纪80年代末和90年代的发现，开启了现在核心的脂质信号PI3K分支（Vanhaesebroeck et al., 2001; Cantley, 2002）。
Key figures
- Lewis Cantley
- Bart Vanhaesebroeck
- Pietro De Camilli
- Brendan Manning
Related topics
Seminal works
- vanhaesebroeck-2001
- cantley-2002
- dipaolo-2006
Frequently asked questions
- 磷酸肌醇信号传导的PLC和PI3K分支有什么区别？
- 磷脂酶C分支将PIP2水解为可溶性信使IP3和膜二酰甘油，而PI3K分支在3位磷酸化肌醇脂质，以创建如PIP3等膜停靠位点。
- 为什么磷酸肌醇被描述为膜地址标签？
- 不同的磷酸化种类在不同的膜上富集，并被特定的脂质结合域识别，因此它们有助于将信号蛋白募集到正确的位置。