Fosfatidylinositol-4-fosfát 5-kináza - Phosphatidylinositol-4-phosphate 5-kinase

Identifikátory
EC číslo2.7.1.68
Databáze
IntEnzIntEnz pohled
BRENDAVstup BRENDA
EXPASYPohled NiceZyme
KEGGVstup KEGG
MetaCycmetabolická cesta
PRIAMprofil
PDB strukturRCSB PDB PDBe PDBsum
Genová ontologieAmiGO / QuickGO

Fosfatidylinositol-4-fosfát 5-kinázy (PIP5Knebo PI4P5Ks) jsou třídou enzymy že fosforylát fosfatidylinositol 4-fosfát. Tuto reakci provádějí pátého hydroxyl z myo-inositol zvonit do formy fosfatidylinositol 4,5-bisfosfát.

Funkce

Různé typy PIP5 kináz a jejich podtypy
Úloha PIP5K a PI (4,5) P2 ve vývoji neuronů PI (4,5) P2 je produkován v různých kompartmentech buňky od PI4P kinázou PIP5. PIP5K a PI (4,5) P2 hrají důležitou roli ve vývoji neuronů.

Fosfatidylinositol 4-Fosfát -5 kináza (PI4P5K) nebo PIP5K nebo PI5K rodina reguluje různé buněčné procesy, jako je Receptor spojený s G proteinem (GPCR) signalizace, obchodování vezikul, chemotaxe a buněčný pohyb.[1][2][3] Nalezeny jsou alespoň dva typy PIP5K, které zahrnují typ I a typ II. Jiné typy jsou také podezřelé v nervovém systému, ale nebyly dobře hlášeny. Tyto enzymy syntetizují různý fosfatidylnositol 4,5-bisfosfát (PI (4,5) P2) fosforylací polohy D-5 inositolového kruhu fosfatidylinositol-4-fosfátu[3]]. PIP5KI je nejvíce studován a je syntetizován pro většinu z PI (4,5) P2 shromáždit buňku.[1][3]

Fosfatidylinositol-4-fosfát 5-kináza typu I i typu II (PIP5KI) jsou dále klasifikovány jako PIP5Kα, PIP5Kβ a PIP5Ky na základě jejich základních rozdílů v primární struktuře a variací úrovně exprese v různých kompartmentech buněk, což naznačuje že jednotlivá izoforma PIP5KI nemá identickou funkci [5]. Kromě toho má PIP5Kγ tři rozptyl sestřihu; PIP5Kγ635, PIP5γ661 a PIP5Kγ687, což z něj činí jeden z klíčových regulátorů pro produkci PI (4,5) P2, který hraje roli v různých buněčných procesech.[4]

Ačkoli rozsáhlá studie k objasnění role kinázy PI (4,5) P2 a PIP5 byla zaměřena na mnoho buněčných procesů, jako je obchodování vezikul, pohyb buněk a shromáždění cytoskeletu, bylo popsáno jen velmi málo studií o jejich roli v neuronovém vývoji. . PIP5K je vysoce exprimovaná kináza v nervovém systému několika organismů a hraje důležitou roli ve vývoji neuronů, včetně embryogeneze a postnatálního nervového vývoje.[5] Narušení PIP5KIγ vede k širokým vývojovým a buněčným defektům u myší, což naznačuje, že PIP5KIγ hraje zásadní roli pro embryogenezi a dospělost myší a jeho narušení způsobuje fatální následky pro postnatální život [[6]]. Embryo bez PIP5KIγ má během embryonálního vývoje rozsáhlou prenatální letalitu. Narušení PIP5KIγ také způsobuje defekty uzavření neurální trubice způsobené sníženou hladinou PI (4,5) P2.[5][7] Na rozdíl od toho mají myši postrádající PIPKIα nebo PIPKIβ zásadní vliv v dospělosti, ale žádný účinek na prenatální embryo. I při absenci PIPKIα a PIPKIβ, jedné alely PIPKIγ, může podporovat normální fungování dospělosti, což naznačuje, že PIPKIγ a PIPKIα mají částečně se překrývající funkce během embryogeneze.[6][7] V různých experimentech byla role PIP5K v růstu neuritů analyzována sražením PIP5Kα. Nervový růstový faktor (NGF) vyvolaný růst neuritů byl zřetelnější v knock-down buňkách než v kontrolních buňkách. Naopak nadměrná exprese PIP5Ka v PIP5Ka Knock down buňky byly zrušeny růst neuritů ukazující, že PIP5K působí jako negativní regulátor růstu neuritů indukovaných NGF prostřednictvím inhibice signální dráhy PI3K / AKT v buňkách PC12.[8]

U myší je popsán nový mechanismus pro roli PIPKIα v regulaci neuronální morfologie řízení dynamiky mikrotubulů. Během hledání axonové dráhy se vytvoří růstový kužel, který vede migraci axon. Růstový kužel tvorba je indukována proteinem Kinesin Supar Family 2A (KIF2A) KIF2A - zprostředkovaná depolymerace mikrotubulů. Interakce PIPKα s KIF2A potlačuje prodloužení axonových větví.[9]

Ve spojení s Daam2 propaguje kináza PIP5 Wnt signalizace a tvorba komplexu receptoru, která je nutná pro regenerační myelinaci neuronu. V centrální nervový systém (CNS) kuřat, PIP5K-PI (4,5) P2 zprostředkovaná role Daam2 byla hlášena pro vývoj neuronů.[10]

Seznam PIP4Ks

Reference

  1. ^ A b Loijens, JC; Boronenkov, IV; Parker, GJ; Anderson, RA (1996). "Rodina fosfatidylinositol 4-fosfát 5-kinázy". Adv. Enzyme Regul. 36: 115–40. doi:10.1016/0065-2571(95)00005-4. PMID  8869744.
  2. ^ Honda, A; Nogami, M; Yokozeki, T; et al. (Listopad 1999). „Fosfatidylinositol-4-fosfát-5-kináza alfa je následným efektorem malého G proteinu ARF6 při tvorbě membránového volánku“. Buňka. 99 (5): 521–32. doi:10.1016 / s0092-8674 (00) 81540-8. PMID  10589680. S2CID  10031591.
  3. ^ A b C Doughman, RL; Firestone, AJ; Anderson, RA (2003). "Fosfatidylinositol fosfát kinázy umístily na místo PI4,5P (2)". J. Membr. Biol. 194 (2): 77–89. doi:10.1007 / s00232-003-2027-7. PMID  14502432. S2CID  20687896.
  4. ^ Sun, Yue; Thapa, Narendra; Hedman, Andrew C .; Anderson, Richard A. (06.06.2013). „Fosfatidylinositol 4,5-bisfosfát: cílená výroba a signalizace“. BioEssays. 35 (6): 513–522. doi:10.1002 / bies.201200171. ISSN  1521-1878. PMC  3882169. PMID  23575577.
  5. ^ A b Di Paolo, Gilbert; Moskowitz, Howard S .; Gipson, Keith; Wenk, Markus R .; Voronov, Sergej; Obayashi, Masanori; Flavell, Richard; Fitzsimonds, Reiko M .; Ryan, Timothy A. (2004-09-23). „Impaired PtdIns (4,5) P2 syntéza v nervových zakončeních produkuje defekty v obchodování synaptických vezikul“. Příroda. 431 (7007): 415–422. doi:10.1038 / nature02896. ISSN  1476-4687. PMID  15386003. S2CID  4333681.
  6. ^ A b Volpicelli-Daley, Laura A .; Lucast, Louise; Gong, Liang-Wei; Liu, Lijuan; Sasaki, Junko; Sasaki, Takehiko; Abrams, Charles S .; Kanaho, Yasunori; De Camilli, Pietro (2010-09-10). „Fosfatidylinositol-4-fosfát 5-kinázy a fosfatidylinositol 4,5-bisfosfátová syntéza v mozku“. The Journal of Biological Chemistry. 285 (37): 28708–28714. doi:10.1074 / jbc.M110.132191. ISSN  1083-351X. PMC  2937898. PMID  20622009.
  7. ^ A b Wang, Yanfeng; Lian, Lurong; Golden, Jeffrey A .; Morrisey, Edward E .; Abrams, Charles S. (10.7.2007). „PIP5KIγ je vyžadován pro kardiovaskulární a neuronální vývoj“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (28): 11748–11753. doi:10.1073 / pnas.0700019104. ISSN  0027-8424. PMC  1913884. PMID  17609388.
  8. ^ Liu, T; Lee, SY (2013). „Fosfatidylinositol 4-fosfát 5-kináza α negativně reguluje růst neuritů vyvolaný růstovým faktorem v buňkách PC12“. Exp. Mol. Med. 45 (3): e16. doi:10.1038 / emm.2013.18. PMC  3641393. PMID  23538529.
  9. ^ Noda, Y; Niwa, S; Homma, N; Fukuda, H; Imajo-Ohmi, S; Hirokawa, N (2012). „Fosfatidylinositol 4-fosfát 5-kináza alfa (PIPKα) reguluje neuronový mikrotubulární depolymerázový kinesin, KIF2A a potlačuje prodloužení axonových větví“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 109 (5): 1725–30. doi:10.1073 / pnas.1107808109. PMC  3277188. PMID  22307638.
  10. ^ Lee, HK; Chaboub, LS; Zhu, W; Zollinger, D; Rasband, MN; Fancy, SP; Deneen, B (2015). „Daam2-PIP5K je regulační cesta pro signalizaci Wnt a terapeutický cíl pro remyelinaci v CNS“. Neuron. 85 (6): 1227–43. doi:10.1016 / j.neuron.2015.02.024. PMC  4402944. PMID  25754822.