Фосфоинозитиды и PIP

8.7K views01:42 min

Фосфатидилинозитолы или ПИ представляют собой мембраносвязанные липиды, которые являются частью сигнальных путей, регулирующих мембранный трафик. Они могут фосфорилироваться в углерод-3, углерод-4 и углерод-5 - положениях колец инозитоловых сахаров с образованием различных фосфоинозитидов или ПИП.

Каждая органелла имеет свой собственный набор ферментов, катализирующих быстрое взаимное превращение PI и PIPs посредством фосфорилирования и дефосфорилирования. Благодаря таким модификациям эти ферменты локально контролируют быстрое связывание белков с мембраной.

Распределение PIP варьируется между органеллами, а также между областями непрерывной мембраны, определяя специализированные мембранные домены, которые придают уникальную поверхностную идентичность.

Каждый конкретный тип PIP рекрутирует определенные белки, которые присоединяются к их головным группам через PIP-связывающие домены. Связывание белков локально контролируется такими ферментами, как PI-киназа, PIP-киназа и PIP-фосфатаза.

Например, PI киназа превращает фосфатидилинозитол 4-фосфат в фосфатидилинозитол 4,5-бисфосфат, который может связывать адаптерный белок AP2 на цитозольной поверхности плазматической мембраны. Это взаимодействие изменяет конформацию PIP, позволяя мембране изгибаться и обнажать места связывания встроенных рецепторов груза.

После того, как растворимые молекулы груза загружены, образовавшиеся везикулы готовы к оттоку от плазматической мембраны.

Overview

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Фосфоинозитиды представляют собой группу фосфолипидов, содержащих глицериновую основу с двумя цепями жирных кислот и фосфат, присоединенный к сахарному кольцу миоинозитола. Головная группа инозитола выходит в цитоплазму, где она модифицируется путем добавления фосфатных групп, образуя фосфатидилинозитолфосфаты или PIP.

Различные фосфоинозитиды синтезируются и рекрутируются на цитозольной поверхности плазматической мембраны. Локализация специфических фосфоинозитидов, сконцентрированных в отдельных отсеках мембраны, придает клеточной мембране «поверхностную идентичность». Фосфорилированные головки PIP распознаются и связываются определенными белками, включая белки, которые помогают в сборке оболочки везикул.

Например, цитозольная сторона плазматической мембраны имеет высокие концентрации PI(4,5)P2, который помогает рекрутировать такие белки, как динамин и AP2, для клатрин-опосредованного эндоцитоза. PI(4,5)P2 быстро образуется и разрушается локализованными ферментами в определенных местах и в определенное время. Это помогает контролировать точное время образования везикул, покрытых клатрином. Как только везикула с покрытием отщепляется от плазматической мембраны во время эндоцитоза, PI(4,5)P2 разрушается в этом месте.

Многие такие PI участвуют в секреторных или эндоцитарных путях, например PI(3)P, локализован в ранних эндосомах и внутрипросветных везикулах поздних эндосом, PI(4)P, локализован в TGN, секреторных гранулах и синаптических везикулах; и PI(3,5)P2 локализован на пограничной мембране поздней эндосомы.