Кіріспе

Фосфатидил инозитол 4,5-бифосфат немесе PtdIns(4,5)P2, сондай-ақ PIP2 немесе PI(4,5)P2 деп те аталады, жасуша мембраналарының шағын фосфолипидтік құрауышы болып табылады. PtdIns(4,5)P2 плазмалық мембранада жинақталады, онда ол көптеген маңызды сигналдық ақуыздар үшін субстрат болып табылады. PIP2 сонымен қатар ақуыздарды сұрыптауға қатысатын липидтік кластерлер құрайды. PIP2 негізінен PI(4)P-ден I типті фосфатидил инозитол 4-фосфат 5-киназалар арқылы түзіледі. Метазоандарда PIP2 PI(5)P-ден II типті фосфатидил инозитол 5-фосфат 4-киназалар арқылы да түзілуі мүмкін.

PIP2-нің май қышқылдары түрлер мен тіндерге қарай өзгеруі мүмкін, бірақ ең көп таралғандары – 1-орындағы стеар және 2-орындағы арахидон қышқылдары.

Сигнал беру жолдары

PIP2 көптеген жасушалық сигналдық жолдардың құрамында болады, оның ішінде PIP2 циклы, PI3K сигналды беру және PI5P метаболизмі. Соңғы кезде ол ядрода, функциясы белгісіз екені анықталды.

Мембранаға жақын цитоскелет динамикасы

PIP2 талшықты актинді (F актин) ұйымдастыру, полимерлену және тармақталуын F актин реттеуші ақуыздарға тікелей байланысу арқылы реттейді.

IP3/DAG жолы

PIP2 G белдікті жұпталған рецепторларға лигандтардың байланысуы арқылы басталатын IP3/DAG жолында аралық зат ретінде қызмет етеді, Gq альфа-кішібірлігін белсендіреді. PtdIns(4,5)P2 фосфолипаза C (PLC) ферменті үшін субстрат болып табылады, бұл фермент α1 адренергиялық рецепторлар сияқты белок рецепторлары арқылы белсендіріледі және мембранаға байланған. PIP2 көптеген мембраналық ақуыздар мен иондық каналдардың, мысалы M каналының жұмысын реттейді. PLC-нің PIP2-ні катализдеу нәтижесінде инозитол 1,4,5-трифосфат (InsP3; IP3) және диацилглицерол (DAG) түзіледі, олардың екеуі де екінші хабаршылар ретінде қызмет етеді. Бұл каскадта DAG жасуша мембранасында қалады және протеинкиназа C (PKC) арқылы сигнал каскадын белсендіреді. PKC өз кезегінде басқа цитоплазмалық ақуыздарды фосфорилирлеу арқылы белсендіреді. PKC-нің әсерін фосфатазалар кері қайтара алады. IP3 цитоплазмаға еніп, тегіс эндоплазмалық тордағы (ER) IP3 рецепторларын белсендіреді, бұл тегіс ER-дегі кальций каналдарын ашып, кальций иондарын цитозолға арнайы Ca2+ каналдары арқылы жұмылдыруға мүмкіндік береді. Кальций басқа ақуыздарды белсендіре отырып, каскадқа қатысады.

Қосылатын фосфолипидтер

І сыныптағы PI3 киназалар PtdIns(4,5)P2-ні фосфорилдайды, нәтижесінде фосфатидилинозитол (3,4,5) трифосфаты (PtdIns(3,4,5)P3) түзіледі, ал PtdIns(4,5)P2 PtdIns4P-ден өзгеруі мүмкін. PtdIns4P, PtdIns(3,4,5)P3 және PtdIns(4,5)P2 ферменттер үшін субстраттар ғана емес, сонымен қатар плазмалық мембранаға белоктарды тартуға және сигналдық каскадтарды келесідей белсендіруге көмектесетін белгілі бір домендерге байланысатын доктау фосфолипидтері болып табылады. PtdIns(3,4,5)P3-ті белсендіретін белоктардың мысалдары: Akt, PDPK1, Btk1. PtdIns(4,5)P2-нің тікелей әсерінің бір механизмі – өсу гормонын босататын гормон арқылы өсу гормонының босатылуындағы шағын функция ретінде Na+ каналдарын ашу.

Калий арналары

Ішкі түзетуші калий арналарының жұмыс істеуі үшін PIP2 молекуласының бекітілуі қажет екені көрсетілді.

G ақуызбен жұпталған рецепторлар

PtdIns(4,5)P2 тікелей байланыс арқылы А класы G белдікті жұптасқан рецепторлардың (GPCR) белсенді күйін тұрақтандырып, олардың нақты G белдіктеріне қатысты таңдаулылығын күшейтеді.

G ақуызбен жұпталған рецепторлы киназалар

PIP2, G протеинімен байланысқан рецептор киназасы 2 (GRK2) GRK2-нің үлкен бөлігіне байланысу арқылы мембранаға тартылатыны көрсетілді. Бұл GRK2-ні тұрақтандырады, сондай-ақ оны GPCR түріне жататын бета-адренергиялық рецептордың тиімдірек фосфорилирленуіне жағдай жасайтын күйге келтіреді.