Dynamika cytoszkieletu w pobliżu błonEdit

PIP2 reguluje organizację, polimeryzację i rozgałęzianie aktyny filamentowej (F-aktyny) poprzez bezpośrednie wiązanie się z białkami regulacyjnymi F-aktyny.

Endocytoza i egzocytozaEdit

Pierwsze dowody wskazujące na to, że fosfoinozytydy(PIs) (szczególnie PI(4,5)P2) są ważne podczas procesu egzocytozy pojawiły się w 1990 roku. Emberhard i wsp. stwierdzili, że podanie specyficznej dla PI fosfolipazy C do komórek chromafinowych stabilizowanych digitoniną obniżyło poziom PI i zahamowało egzocytozę wyzwalaną wapniem. To zahamowanie egzocytozy było preferencyjne dla etapu zależnego od ATP, co wskazuje, że funkcja PI jest wymagana do wydzielania. Późniejsze badania zidentyfikowały białka towarzyszące niezbędne na tym etapie, takie jak białko transferowe fosfatydyloinozytolu oraz kinazę fosfoinozytolo-4-monofosfatazy 5 typu Iγ (PIPKγ), która pośredniczy w odbudowie PI(4,5)P2 w inkubacji komórek przepuszczalnych w sposób zależny od ATP. W tych późniejszych badaniach, specyficzne przeciwciała PI(4,5)P2 silnie hamowały egzocytozę, dostarczając w ten sposób bezpośrednich dowodów, że PI(4,5)P2 odgrywa kluczową rolę podczas procesu egzocytozy LDCV (Large dense core vesicle).

Poprzez zastosowanie identyfikacji specyficznych dla PI kinaz/fosfataz i odkrycie przeciwciał/leków/blokerów PI, rola PI (szczególnie PI(4,5)P2) w regulacji wydzielania została szeroko zbadana. Badania wykorzystujące nadekspresję domeny PHPLCδ1 (działającej jako bufor lub bloker PI(4,5)P2), nokaut PIPKIγ w komórkach chromafinowych i w centralnym układzie nerwowym, nokaut PIPKIγ w liniach komórkowych beta oraz nadekspresję uwięzionej w błonie domeny 5-fosfatazy inozytolu synaptojaniny 1, wszystkie sugerowały, że wydzielanie pęcherzyków (pęcherzyków synaptycznych i LDCV) było poważnie upośledzone po wyczerpaniu lub zablokowaniu PI(4,5)P2. Ponadto, niektóre badania wykazały upośledzone/zmniejszone RRP tych pęcherzyków, chociaż liczba zadokowanych pęcherzyków nie uległa zmianie po deplecji PI(4,5)P2, wskazując na defekt na etapie przed fuzją (priming stage). Dalsze badania wykazały, że interakcje PI(4,5)P2 z CAPS, Munc13 i synaptotagminą1 prawdopodobnie odgrywają rolę w tym zależnym od PI(4,5)P2 defekcie primingu.

Szlak IP3/DAGEdit

PIP2 funkcjonuje jako pośrednik w szlaku ], który jest inicjowany przez ligandy wiążące się z receptorami sprzężonymi z białkami G aktywującymi podjednostkę Gq alfa. PtdIns(4,5)P2 jest substratem do hydrolizy przez fosfolipazę C (PLC), enzym związany z błoną komórkową, aktywowany przez receptory białkowe, takie jak receptory adrenergiczne α1. PIP2 reguluje funkcję wielu białek błonowych i kanałów jonowych, takich jak kanał M. Produktami katalizy PIP2 przez PLC są 1,4,5-trójfosforan inozytolu (InsP3; IP3) i diacyloglicerol (DAG), które funkcjonują jako drugie przekaźniki. W tej kaskadzie DAG pozostaje na błonie komórkowej i aktywuje kaskadę sygnałową poprzez aktywację kinazy białkowej C (PKC). PKC z kolei aktywuje inne białka cytozolowe poprzez ich fosforylację. Efekt działania PKC może być odwrócony przez fosfatazy. IP3 przedostaje się do cytoplazmy i aktywuje receptory IP3 na gładkim retikulum endoplazmatycznym (ER), co powoduje otwarcie kanałów wapniowych na gładkim ER, umożliwiając mobilizację jonów wapnia przez specyficzne kanały Ca2+ do cytozolu. Wapń uczestniczy w kaskadzie poprzez aktywację innych białek.

Dokowanie fosfolipidówEdit

Kinazy PI 3 klasy I fosforylują PtdIns(4,5)P2 tworząc fosfatydyloinozytol (3,4,5)-trisfosforan (PtdIns(3,4,5)P3), a PtdIns(4,5)P2 może być przekształcany z PtdIns4P. PtdIns4P, PtdIns(3,4,5)P3 i PtdIns(4,5)P2 nie tylko działają jako substraty dla enzymów, ale także służą jako dokowane fosfolipidy, które wiążą specyficzne domeny, które promują rekrutację białek do błony plazmatycznej, a następnie aktywację kaskad sygnałowych.

• Przykładami białek aktywowanych przez PtdIns(3,4,5)P3 są AKT, PDPK1, Btk1.
• Jednym z mechanizmów bezpośredniego działania PtdIns(4,5)P2 jest otwieranie kanałów Na+ jako pomniejsza funkcja w uwalnianiu hormonu wzrostu przez hormon uwalniający hormon wzrostu.

Kanały potasoweEdit

Wykazano, że kanały potasowe wewnętrznie prostownicze wymagają dokowania PIP2 dla aktywności kanału.

Receptory sprzężone z białkami GEdit

Wykazano, że PtdIns(4,5)P2 stabilizuje stany aktywne receptorów sprzężonych z białkami G (GPCR) klasy A poprzez bezpośrednie wiązanie i zwiększa ich selektywność w stosunku do niektórych białek G.

Kinazy receptorów sprzężonych z białkami GEdit

Wykazano, że PIP2 rekrutuje kinazę receptorów sprzężonych z białkami G 2 (GRK2) do błony poprzez wiązanie się z dużym płatem GRK2. To stabilizuje GRK2, a także ustawia ją w sposób, który pozwala na bardziej wydajną fosforylację receptora beta adrenergicznego, typu GPCR.

RegulacjaEdit

PIP2 jest regulowany przez wiele różnych składników. Jedną z pojawiających się hipotez jest to, że stężenie PIP2 jest utrzymywane lokalnie. Niektóre z czynników zaangażowanych w regulację PIP2 to:

• Kinazy lipidowe, fosfatazy lipidowe
• Białka przenoszące lipidy
• Faktory wzrostu, Małe GTPazy
• Przyłączenie komórki
• Interakcja komórka-komórka
• Zmiana objętości komórki
• Stan zróżnicowania komórek
• Stres komórkowy