Dynamika cytoskeletu v blízkosti membránEdit

PIP2 reguluje organizaci, polymerizaci a větvení vláknitého aktinu (F-aktinu) prostřednictvím přímé vazby na regulační proteiny F-aktinu.

Endocytóza a exocytózaEdit

První důkaz, který naznačoval, že fosfoinositidy(PI) (zejména PI(4,5)P2) jsou důležité během procesu exocytózy, byl v roce 1990. Emberhard a spol. zjistili, že aplikace PI specifické fosfolipázy C do digitoninem permeabilizovaných chromafinních buněk snížila hladiny PI a inhibovala vápníkem spouštěnou exocytózu. Tato inhibice exocytózy byla přednostní pro fázi závislou na ATP, což naznačuje, že pro sekreci je nutná funkce PI. Pozdější studie identifikovaly přidružené proteiny nezbytné během této fáze, jako je fosfatidylinositol transfer protein a fosfoinositol-4-monofosfatáza 5 kináza typu Iγ (PIPKγ), která zprostředkovává obnovu PI(4,5)P2 při inkubaci propustných buněk v závislosti na ATP. V těchto pozdějších studiích protilátky specifické pro PI(4,5)P2 silně inhibovaly exocytózu, čímž poskytly přímý důkaz, že PI(4,5)P2 hraje klíčovou roli během procesu exocytózy LDCV (Large dense core vesicle).

Pomocí identifikace PI specifických kináz/fosfatáz a objevení protilátek/blokátorů PI byla role PI (zejména PI(4,5)P2) v regulaci sekrece intenzivně zkoumána. Studie využívající nadměrnou expresi domény PHPLCδ1 (působící jako pufr nebo blokátor PI(4,5)P2), knockout PIPKIγ v chromafinních buňkách a v centrálním nervovém systému, knockdown PIPKIγ v beta buněčných liniích a nadměrnou expresi membránově vázané inositol-5-fosfatázové domény synaptojaninu 1 naznačily, že sekrece vezikul (synaptických vezikul a LDCV) je po vyčerpání nebo zablokování PI(4,5)P2 vážně narušena. Některé studie navíc ukázaly zhoršenou/sníženou RRP těchto vezikul, ačkoli se počet zakotvených vezikul po depleci PI(4,5)P2 nezměnil, což naznačuje defekt ve fázi před fúzí (fáze primingu). Následné studie ukázaly, že v tomto defektu primingu závislém na PI(4,5)P2 pravděpodobně hrají roli interakce PI(4,5)P2 s CAPS, Munc13 a synaptotagminem1.

Dráha IP3/DAGEdit

PIP2 funguje jako meziprodukt v ], která je iniciována vazbou ligandů na receptory spřažené s G proteiny aktivujícími podjednotku Gq alfa. PtdIns(4,5)P2 je substrátem pro hydrolýzu fosfolipázou C (PLC), membránově vázaným enzymem aktivovaným prostřednictvím proteinových receptorů, jako jsou α1 adrenergní receptory. PIP2 reguluje funkci mnoha membránových proteinů a iontových kanálů, jako je M-kanál. Produkty katalýzy PIP2 pomocí PLC jsou inositol 1,4,5-trisfosfát (InsP3; IP3) a diacylglycerol (DAG), které fungují jako druzí poslové. V této kaskádě zůstává DAG na buněčné membráně a aktivuje signální kaskádu aktivací proteinkinázy C (PKC). PKC zase aktivuje další cytosolické proteiny jejich fosforylací. Účinek PKC může být zvrácen fosfatázami. IP3 vstupuje do cytoplazmy a aktivuje IP3 receptory na hladkém endoplazmatickém retikulu (ER), které otevírají vápníkové kanály na hladkém ER, což umožňuje mobilizaci vápníkových iontů přes specifické Ca2+ kanály do cytosolu. Vápník se na kaskádě podílí aktivací dalších proteinů.

Dokování fosfolipidůUpravit

PI 3-kinázy třídy I fosforylují PtdIns(4,5)P2 za vzniku fosfatidylinositol(3,4,5)-trisfosfátu (PtdIns(3,4,5)P3) a PtdIns(4,5)P2 se může přeměnit z PtdIns4P. PtdIns4P, PtdIns(3,4,5)P3 a PtdIns(4,5)P2 slouží nejen jako substráty pro enzymy, ale také jako dokovací fosfolipidy, které vážou specifické domény, jež podporují nábor proteinů do plazmatické membrány a následnou aktivaci signálních kaskád.

• Příklady proteinů aktivovaných PtdIns(3,4,5)P3 jsou AKT, PDPK1, Btk1.
• Jedním z mechanismů přímého účinku PtdIns(4,5)P2 je otevření Na+ kanálů jako vedlejší funkce při uvolňování růstového hormonu hormonem uvolňujícím růstový hormon.

Draslíkové kanályEdit

Ukázalo se, že vnitřně rektifikující draslíkové kanály vyžadují pro aktivitu kanálu dokování PIP2.

Receptory spřažené s G proteinyEdit

Ukázalo se, že PtdIns(4,5)P2 stabilizuje aktivní stavy receptorů spřažených s G proteiny (GPCR) třídy A prostřednictvím přímé vazby a zvyšuje jejich selektivitu vůči určitým G proteinům.

G proteinem spřažené receptorové kinázyEdit

Ukázalo se, že PIP2 rekrutuje G proteinem spřaženou receptorovou kinázu 2 (GRK2) na membránu vazbou na velký lalok GRK2. Tím stabilizuje GRK2 a také ji orientuje způsobem, který umožňuje účinnější fosforylaci beta adrenergního receptoru, typu GPCR.

RegulaceEdit

PIP2 je regulován mnoha různými složkami. Jednou z objevujících se hypotéz je, že koncentrace PIP2 je udržována lokálně. Některé z faktorů, které se podílejí na regulaci PIP2, jsou:

• Lipidové kinázy, lipidová fosfatáza
• Proteiny přenosu lipidů
• Růstové faktory, Malé GTPázy
• Upevnění buňky
• Interakce mezi buňkami
• Změna objemu buňky
• Stav diferenciace buňky
• Stres buňky

.