Inositol trisphosphate oder inositol 1,4,5-trisphosphate (auch allgemein bekannt als triphosphoinositol; abgekürzter InsP oder IP), zusammen mit diacylglycerol (DAG), ist ein sekundäres Bote-Molekül, das im Signal transduction und lipid verwendet ist, der in biologischen Zellen signalisiert. Während DAG innerhalb der Membran bleibt, ist IP auflösbar und verbreitet sich durch die Zelle. Es wird durch die Hydrolyse von phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (KERN), ein phospholipid gemacht, der in der Plasmamembran, durch phospholipase C (PLC) gelegen wird.

Eigenschaften von IP3

Chemische Formel und Molekulargewicht

IP ist ein Polyatomion mit einer molekularen Masse von 420.10 g/mol. Seine empirische Formel ist SCHLAG. Es wird aus einem Inositol-Ring mit drei Phosphatgruppen zusammengesetzt, die an 1, 4, und 5 Kohlenstoff-Positionen und drei hydroxyl Gruppen gebunden sind, die an Positionen 2, 3, und 6 gebunden sind.

Chemische Anstände der Phosphatgruppe und IP

Phosphatgruppen können in drei verschiedenen Formen abhängig von einem pH einer Lösung bestehen. Phosphor-Atome können drei Sauerstoff-Atome mit einzelnen Obligationen und ein viertes Sauerstoff-Atom mit einem doppelten/Dativ-Band binden. Der pH der Lösung, und so die Form der Phosphatgruppe bestimmen seine Fähigkeit, zu anderen Molekülen zu binden. Die Schwergängigkeit von Phosphatgruppen zum Inositol-Ring wird durch das Phosphor-Ester vollbracht, das bindet (sieh phosphorige Säuren und Phosphate). Dieses Band schließt das Kombinieren einer hydroxyl Gruppe vom Inositol-Ring und einer freien Phosphatgruppe durch eine Wasserentzug-Reaktion ein. Denkend, dass der durchschnittliche physiologische pH etwa 7.4 ist, ist die Hauptform der Phosphatgruppen gebunden zum Inositol-Ring in vivo PO. Das gibt IP eine negative Nettoanklage, die im Erlauben davon wichtig ist, zu seinem Empfänger durch die Schwergängigkeit der Phosphatgruppen zu positiv beladenen Rückständen auf dem Empfänger zu docken. IP hat drei Wasserstoffband-Spender in der Form seiner drei hydroxyl Gruppen. Die hydroxyl Gruppe auf dem 6. Kohlenstoff-Atom im Inositol-Ring wird auch am IP-Docken beteiligt.

Schwergängigkeit von IP zu seinem Empfänger

Das Docken von IP zu seinem Empfänger, der den inositol trisphosphate Empfänger (InsP3R) genannt wird, wurde zuerst mit dem Auswischen mutagenesis am Anfang der 1990er Jahre studiert. Studien haben sich auf die N-Endstationsseite des IP Empfängers konzentriert. 1997 haben Forscher das Gebiet des IP Empfängers lokalisiert, der mit der Schwergängigkeit von IP zu zwischen Aminosäure-Rückständen 226 und 578 1997 beteiligt ist. Wie man glaubte, wurde das Betrachten, dass IP ein negativ beladenes Molekül, positiv beladene Aminosäuren wie Arginine und Lysine ist, beteiligt. Wie man fand, waren zwei Arginine Rückstände an der Position 265 und 511 und ein Rückstand von Lysine an der Position 508 Schlüssel im IP-Docken. Mit einer modifizierten Form von IP wurde es entdeckt, dass alle drei Phosphatgruppen mit dem Empfänger, aber nicht ebenso aufeinander wirken. Phosphate an den 4. und 5. Positionen wirken umfassender aufeinander als das Phosphat an der 1. Position und die hydroxyl Gruppe an der 6. Position des Inositol-Rings.

Entdeckung

Die Entdeckung, dass ein Hormon phosphoinositide Metabolismus beeinflussen kann, wurde von Mabel R. Hokin (1924-2003) und ihr dann Mann Lowell E. Hokin 1953 gemacht, als sie entdeckt haben, dass radioaktives P Phosphat in den phosphatidylinositol von Bauchspeicheldrüse-Scheiben, wenn stimuliert, mit Azetylcholin vereinigt wurde. Herauf bis dann phospholipids wurden geglaubt, angeborene Strukturen zu sein, die nur durch Zellen als Bausteine für den Aufbau der Plasmamembran verwendet sind.

Im Laufe der nächsten 20 Jahre wurde wenig über die Wichtigkeit vom Metabolismus von KERN in Bezug auf die Zellnachrichtenübermittlung bis zur Mitte der 1970er Jahre entdeckt, als Robert H. Mitchell eine Verbindung zwischen dem Katabolismus von KERN und den Zunahmen in intrazellulärem Kalzium (Ca) Niveaus Hypothese aufgestellt hat. Er hat Hypothese aufgestellt, dass die Empfänger-aktivierte Hydrolyse von KERN ein Molekül erzeugt hat, das Zunahmen in der intrazellulären Kalzium-Mobilmachung verursacht hat. Diese Idee wurde umfassend von Mitchell und seinen Kollegen erforscht, die 1981 im Stande gewesen sind zu zeigen, dass KERN hydrolyzed in DAG und IP durch einen dann unbekannten phosphodiesterase ist. 1984 wurde es entdeckt, dass IP als ein sekundärer Bote handelt, der zum Reisen durch das Zytoplasma zu endoplasmic reticulum (ER) fähig ist, wo es die Ausgabe von Kalzium ins Zytoplasma stimuliert.

Weitere Forschung hat wertvolle Auskunft über den IP Pfad wie die Entdeckung 1986 gegeben, dass eine der vielen Rollen des durch IP veröffentlichten Kalziums mit DAG arbeiten soll, um Protein kinase C (PKC) zu aktivieren. Ebenso wurde es 1989 entdeckt, dass PLC das phosphodiesterase verantwortliche für hydrolyzing KERN in DAG und IP ist. Heute der IP wird Signalpfad gut ausgearbeitet und ist bekannt, in der Regulierung einer Vielfalt der vom Kalzium abhängigen Zelle Signalpfade wichtig zu sein.

IP Signalpfad

Zunahmen in den intrazellulären Konzentrationen von Ca sind häufig ein Ergebnis der IP Aktivierung. Wenn ein ligand zu einem G Protein-verbundenen Empfänger (GPCR) bindet, der mit Gq heterotrimeric G Protein verbunden wird, kann der α-subunit von Gq dazu binden und Tätigkeit im PLC isozyme PLC-β veranlassen, der auf die Spaltung von KERN in IP und DAG hinausläuft.

Wenn Empfänger tyrosine kinase (RTK) am Aktivieren des Pfads beteiligt wird, hat der isozyme PLC-γ tyrosine Rückstände, die phosphorylated nach der Aktivierung eines RTK werden können, und das PLC-γ aktivieren und ihm erlauben wird, KERN in DAG und IP zu zerspalten. Das kommt in Zellen vor, die zur Reaktion zu Wachstumsfaktoren wie Insulin fähig sind, weil die Wachstumsfaktoren das ligands verantwortliche dafür sind, den RTK zu aktivieren.

IP ist ein auflösbares Molekül und ist zum Verbreiten durch das Zytoplasma zum ER oder sarcoplasmic reticulum (SR) im Fall von Muskelzellen fähig, die einmal durch PLC erzeugt sind. Einmal am ER ist IP im Stande, zur Ins3PR Empfänger auf einem ligand-gated Kanal von Ca zu binden, der auf der Oberfläche des ER gefunden wird. Die Schwergängigkeit von IP3 zu InsP3R löst die Öffnung des Kanals von Ca und die Ausgabe von Ca ins Zytoplasma aus. In Herzmuskelzellen aktiviert diese Zunahme in Ca den ryanodine Empfänger-bedienter Kanal auf dem SR, läuft auf weitere Zunahmen in Ca durch einen als Kalzium-veranlasste Kalzium-Ausgabe bekannten Prozess hinaus. IP kann auch Kanäle von Ca auf der Zellmembran indirekt durch die Erhöhung des intrazellulären Ca2 + Konzentration aktivieren.

Funktion

Mensch

Seine Hauptfunktionen sind, Ca von der Lagerung organelles zu mobilisieren und Zellproliferation und andere Zellreaktionen zu regeln.

In glatten Muskelzellen, zum Beispiel, läuft die Zunahme in der Konzentration von cytoplasmic Ca auf die Zusammenziehung der Muskelzelle hinaus.

Im Nervensystem dient IP als ein zweiter Bote mit dem Kleinhirn, das die höchste Konzentration von IP Empfängern enthält. Es gibt Beweise, dass IP Empfänger eine wichtige Rolle in der Induktion der Knetbarkeit in cerebellar Zellen von Purkinje spielen.

Seeigel-Eier

Der langsame Block zu polyspermy im Seeigel wird vom KERN sekundäres Bote-System vermittelt. Die Aktivierung der verbindlichen Empfänger aktiviert PLC, der KERN in der Ei-Plasmamembran zerspaltet, IP ins Eizelle-Zytoplasma veröffentlichend. IP verbreitet sich zum ER, wo es Kanäle von Ca öffnet.

IP und Krankheit

IP in der Krankheit von Huntington

Die Krankheit von Huntington ist eine unheilbare genetische Unordnung, die vorkommt, wenn Neurone im Gehirn degenerieren. Die Krankheit von Huntington betrifft in erster Linie striatal mittlere stachelige Neurone (MSN). GABAergic MSNs setzen mehr als 95 % aller Neurone im striatum zusammen. Die Krankheit von Huntington kommt vor, wenn das cytosolic Protein Huntingtin (Htt) zusätzliche 35 glutamine zu seinem amino Endgebiet hinzugefügte Rückstände hat. Diese modifizierte Form von Htt wird Htt genannt. Htt macht Typ 1 IP Empfänger empfindlicher zu IP, der zur Ausgabe von zu viel Ca vom ER führt. Die Ausgabe von Ca vom ER verursacht eine Zunahme im cytosolic und den mitochondrial Konzentrationen von Ca. Wie man denkt, ist diese Zunahme in Ca die Ursache von GABAergic MSN Degradierung

IP in Alzheimerkrankheit

Alzheimerkrankheit schließt die progressive Entartung des Gehirns ein, streng Denkvermögen zusammenpressend. Seitdem die Hypothese von Ca von Alzheimer 1994 vorgeschlagen wurde, haben mehrere Studien gezeigt, dass Störungen in der Nachrichtenübermittlung von Ca die primäre Ursache der Alzheimerkrankheit sind. Familienalzheimerkrankheit ist mit Veränderungen im presenilin 1 (PS1), presenilin 2 (PS2) und Gene des Amyloid-Vorgänger-Proteins (APP) stark verbunden worden. Wie man gefunden hat, haben alle veränderten Formen dieser Gene beobachtet bis heute anomalen Ca verursacht, der im ER signalisiert. Die Funktionen von PS1 sind noch nicht bekannt, aber, wie man gezeigt hat, haben Veränderungen in PS1 Ausgabe der IP-mediated Ca vom ER in mehreren Tiermodellen vergrößert. Kalzium-Kanal blockers ist verwendet worden, um Alzheimerkrankheit mit etwas Erfolg zu behandeln, und der Gebrauch von Lithium, um IP Umsatz zu vermindern, ist auch als eine mögliche Methode der Behandlung angedeutet worden.

Image:PIP Spaltung zu IP und DAG.jpg|PIP Spaltung zu IP und DAG beginnen intrazelluläre Kalzium-Ausgabe und PKC Aktivierung.

</Galerie>Image:PIP Spaltung zu IP und DAG.jpg|PIP Spaltung zu IP und DAG beginnen intrazelluläre Kalzium-Ausgabe und PKC Aktivierung.</Galerie>

Siehe auch

• inositol
• Inositol-Phosphat
• myo-inositol
• inositol pentakisphosphate
• inositol hexaphosphate
• inositol triphosphate Empfänger
• ITPR1
• ITPKC

Links