Cytoskelet dynamiek nabij membranenEdit

PIP2 reguleert de organisatie, polymerisatie en vertakking van filamenteuze actine (F-actine) via directe binding aan F-actine regulerende eiwitten.

Endocytose en exocytoseEdit

Het eerste bewijs dat aangaf dat fosfoinositiden (PI’s) (vooral PI(4,5)P2) belangrijk zijn tijdens het exocytoseproces kwam in 1990. Emberhard et al. ontdekten dat de toepassing van PI-specifieke fosfolipase C in digitonine-permeabilized chromaffine cellen de PI niveaus verminderde, en de calcium-getriggerde exocytose remde. Deze remming van de exocytose had een voorkeur voor een ATP-afhankelijke fase, hetgeen erop wijst dat de functie van PI noodzakelijk is voor de secretie. Latere studies identificeerden geassocieerde eiwitten die nodig zijn tijdens deze fase, zoals fosfatidylinositol transfer proteïne, en fosfoinositol-4-monofosfatase 5 kinase type Iγ (PIPKγ), dat het herstel van PI(4,5)P2 in permeabele cel incubatie medieert op een ATP-afhankelijke manier. In deze latere studies remden PI(4,5)P2 specifieke antilichamen sterk de exocytose, waardoor direct bewijs werd geleverd dat PI(4,5)P2 een centrale rol speelt tijdens het LDCV (Large dense core vesicle) exocytose proces.

Door het gebruik van PI-specifieke kinase/fosfatase identificatie en PI antilichamen/drugs/blokkeerder ontdekking, werd de rol van PI (vooral PI(4,5)P2) in secretie regulatie uitvoerig onderzocht. Studies die gebruik maken van over-expressie van het PHPLCδ1 domein (dat werkt als PI(4,5)P2 buffer of blokkeerder), PIPKIγ knockout in chromaffine cellen en in het centrale zenuwstelsel, PIPKIγ knockdown in beta cellijnen, en over-expressie van het membraan-getethered inositol 5-fosfatase domein van synaptojanine 1, suggereren dat de secretie van vesicle (synaptische vesicle en LDCV) ernstig verstoord is na PI(4,5)P2 depletie of blokkering. Bovendien toonden sommige studies een verminderde RRP van deze vesikels aan, hoewel het aantal gedockte vesikels niet veranderde na PI(4,5)P2 depletie, wat wijst op een defect in een pre-fusie fase (priming fase). Vervolgstudies toonden aan dat PI(4,5)P2 interacties met CAPS, Munc13 en synaptotagmin1 waarschijnlijk een rol spelen in dit PI(4,5)P2 afhankelijke priming defect.

IP3/DAG pathwayEdit

PIP2 fungeert als een tussenproduct in de ], die wordt geïnitieerd door liganden die binden aan G-eiwit gekoppelde receptoren die de Gq alpha subeenheid activeren. PtdIns(4,5)P2 is een substraat voor hydrolyse door fosfolipase C (PLC), een membraangebonden enzym dat geactiveerd wordt door eiwitreceptoren zoals α1 adrenerge receptoren. PIP2 reguleert de functie van vele membraaneiwitten en ionenkanalen, zoals het M-kanaal. De producten van de PLC-katalyse van PIP2 zijn inositol-1,4,5-trisfosfaat (InsP3; IP3) en diacylglycerol (DAG), die beide als tweede boodschappers fungeren. In deze cascade blijft DAG op de celmembraan en activeert de signaalcascade door proteïne kinase C (PKC) te activeren. PKC activeert op zijn beurt andere cytosolische eiwitten door ze te fosforyleren. Het effect van PKC kan worden omgekeerd door fosfatasen. IP3 komt het cytoplasma binnen en activeert IP3-receptoren op het gladde endoplasmatisch reticulum (ER), waardoor calciumkanalen op het gladde ER worden geopend, waardoor calciumionen via specifieke Ca2+-kanalen in het cytosol kunnen worden gemobiliseerd. Calcium neemt deel aan de cascade door andere eiwitten te activeren.

Docking fosfolipidenEdit

Klasse I PI 3-kinasen fosforyleren PtdIns(4,5)P2 waarbij fosfatidylinositol (3,4,5)-trisfosfaat (PtdIns(3,4,5)P3) wordt gevormd en PtdIns(4,5)P2 kan worden omgezet uit PtdIns4P. PtdIns4P, PtdIns(3,4,5)P3 en PtdIns(4,5)P2 fungeren niet alleen als substraten voor enzymen, maar dienen ook als docking fosfolipiden die specifieke domeinen binden die de rekrutering van eiwitten naar de plasmamembraan en de daaropvolgende activering van signaalcascades bevorderen.

• Voorbeelden van door PtdIns(3,4,5)P3 geactiveerde eiwitten zijn AKT, PDPK1, Btk1.
• Een mechanisme voor direct effect van PtdIns(4,5)P2 is opening van Na+ kanalen als ondergeschikte functie bij de afgifte van groeihormoon door groeihormoon-releasing hormoon.

KaliumkanalenEdit

Inwardly rectifying potassium channels have been shown to require docking of PIP2 for channel activity.

G protein-coupled receptorsEdit

PtdIns(4,5)P2 has been shown to stabilize the active states of Class A G protein-coupled receptors (GPCRs) via direct binding, and enhance their selectivity toward certain G proteins.

G protein-coupled receptor kinasesEdit

PIP2 blijkt G protein-coupled receptor kinase 2 (GRK2) aan het membraan te rekruteren door binding aan de grote lob van GRK2. Dit stabiliseert GRK2 en oriënteert het ook op een manier die efficiëntere fosforylering van de bèta-adrenerge receptor, een type GPCR, mogelijk maakt.

ReguleringEdit

PIP2 wordt gereguleerd door veel verschillende componenten. Een opkomende hypothese is dat PIP2 concentratie plaatselijk wordt gehandhaafd. Enkele van de factoren die betrokken zijn bij de regulatie van PIP2 zijn:

• Lipid kinases, Lipid Phosphatase
• Lipid Transfer Proteins
• Groeifactoren, Kleine GTPasen
• Celaanhechting
• Cel-celinteractie
• Verandering in celvolume
• Celdifferentiatietoestand
• Celstress