磷脂酰肌醇

化合物

英文名称:Phosphatidylinositol,简称: PI。

PI主要由两部分组成的,一是磷酸1,2-二脂 甘油,二是 肌醇 ( inositol )。它在 细胞 中对于细胞形态、代谢调控、信号传导和细胞的各种生理功能起着非常重要的作用。

基本特性

英文名称:Phosphatidylinositol

化学 途径

是G蛋白偶联受体的信号 转导 通路中的一种途径, 在信号通路中胞外 信号分子 与细胞表面G蛋白耦联型受体结合,激活质膜上的 磷脂酶 C (PLC-β),使质膜上4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2) 水解 成1,4,5- 肌醇三磷酸 ( IP3 )和二 酰基甘油 (DG)两个第二信使,胞外信号转换为胞内信号,这一信号系统又称为“双信使系统”(Double Messenger System)。

IP3与 内质网 上的IP3 配体 门 钙通道 结合,开启钙通道,使胞内 ca(clo)2 +浓度升高。激活各类依赖钙离子的蛋 白。用Ca2+载体 离子霉素 (ionomycin)处理 细胞 会产生类似的结果。

DG结合于质膜上,可活化与质膜结合的 蛋白激酶 C(Protein 激酶 C,PKC)。PKC以非活性形式分布于细胞 溶质 中,当细胞接受刺激,产生 IP3 ,使Ca2+浓度升高,PKC便转位到质膜内表面,被DG活化,PKC可以使 蛋白质 的 丝氨酸 / Thr 残基 磷酸化 使不同的细胞产生不同的反应,如细胞分泌、 肌肉收缩 、 细胞增殖 和分化等。DG的作用可用佛波醇 (phorbol ester)模拟。

生理作用

DG通过两种途径终止其信使作用:一是被DG-激酶磷酸化成为 磷脂酸 ,进入磷脂酰肌醇循环;二是被DG 酯酶 水解 成单酯酰 丙三醇 。由于DG代谢周期很短,不可能长期维持PKC活性,而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活性所产生的效应。现发现另一种DG生成途径,即由 磷脂 酶催化质膜上的磷脂酰 胆碱 断裂产生的DG,用来维持PKC的长期效应。

首先由激活的SrcPrK和ZAP-70通过LAT使膜结合的 磷脂酶 C (PLC)分子丁链上的 酪氨酸 残基 发生 磷酸化 。磷酸化的PLC—γ发挥酶活性,使 底物 二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2) 水解 成两个成分: 肌醇三磷酸 ( IP3 )和 二酰甘油 ( DAG )。IP3可迅速地从膜内侧向胞质溶胶中扩散,一方面打开细胞膜上的 钙通道 使 ca(clo)2 +进入细胞内,同时开启细胞内钙池( 内质网 )增加Ca2+—的释放,协同提高胞内游离钙的浓度。胞质Ca2+含量的上升,激活一种称为 钙调蛋白 (camodulin)的Ca2+结合蛋白,后者可调节其他酶类的活性,并最终导致钙调 磷酸酶 的激活。

激活信号

抗原激活信号 转导 磷脂酰肌醇途径的启动

钙调磷酸酶是一种丝、苏氨酸磷酸酶而不是PTK。另一方面,与胞膜内侧相联的DAG则直接激活PKC。后面熔会捍到,钙调磷酸酶和PKC主要分别活化两种重要的 转录因子 NF—AT和NF—cB。因而在这一条信号转导的下游通路中,实际上再一分为二,形成钙调磷酸酶参与的途径。和PKC介导的途径。由于一个PLCγ分子可以产生很多的IP2和DAG,这就放大了传人的抗原识别信号.并保证其转导的有效性。

分子信号

ca(clo)2 +活化各种Ca2+结合蛋白引起 细胞 反应,钙调素( 钙调蛋白 ,CaM)由单一肽链构成,具有四个钙离子结合部位。结合钙离子发生构象改变,可激活钙调素依赖性 激酶 (CaM-Kinase)。细胞对 Ca2 +的反应取决于细胞内钙结合蛋白和钙调素依赖性激酶的种类。如:在哺乳类脑 神经元 突触处钙调素依赖性激酶Ⅱ十分丰富,与记忆形成有关。该蛋白发生 点突变 的 小鼠 表现出明显的记忆无能。

IP3信号的终止是通过 去磷酸化 形成IP2,或被磷酸化形成IP4。 ca(clo)2 +由质膜上的Ca2+泵和Na+-Ca2+交换器将抽出 细胞 ,或由 内质网 膜上的钙泵抽进内质网。

参考资料

  1. 磷脂酰肌醇的理化性质 中国化工企业联盟网 2014-01-15