Etiketter

Summa sidvisningar

Sidor

Leta i den här bloggen

måndag 30 mars 2009

PI, fosfoinositidit ja IPx, inositolifosfaatit

.Tuman fosfoinositidestä (PI) ja niiden funktiosta (Vuodelta 2004)

LÄHDE: Hammond G, Thomas CL, Schiavo G.
Nuclear phosphoinositides and their functions. Curr Top Microbiol Immunol. 2004;282:177-206


Fosfoinositidit (PI) ovat eras pieni mutta tärkeä osa plasmakalvon fosfolipideistä. Ne ovat erikoistuneet välttämättömiksi säätelijätekijöiksi eri soluprosesseille niin plasmamebraanissa kuin useissa solunsisäisissä organelleisa. Tämän PI-sarjan fosfolipideille on erityisen tyypillistä, että ne voivat toimia substraattina, kun kehitellään sekundäärivälittäjäainetta ja toisaalta ne taas toimivat ankkurimolekyyleinä sytosolista käsin tuleville proteiineille ja ne voivat myös toimia säätelijänä sytoskeletonin aktiini-komponentille.

Vaikka on olemassa laajaa kirjallisuutta tuman fosfoinositideistä (2004) , on vasta viime aikoina alkanut tulvia tietoa näiden tuma-altaan PI-molekyylien funktioista ja niiden vesiliukoisista analogeista, inositolipolyfosfaateista (IPx).

Näiden yhdistysten on osoitettu toimivan essentielleinä kofaktoreina useissa tumaprosesseissa kuen DNA korjauksessa, transkription säädössä ja RNA dynamiikassa. Tästä voitaisiin päätella fosfoinositidien (PI) ja inositolipolyfosfaattien (IPx) omaavan HIGH TURN OVER SWITCH)- nopean turn over aktiviteetin vaihdejärjestelmän (SWITCH) tumakomplekseille vastaamaan yllä mainituista funktioista.

“The regulation of these large machineries would be
linked to the phosphorylation state of the inositol ring
and limited temporally and spatially
based on the synthesis and degradation of these molecules.”

Näiden suurten solusyklin koneistojen säätelyn voisi olettaa olevan
linkkiytyneenä inositolirenkaan fosforylaatiotiloihin ja
rajoittuvan ajallisesti ja tilavuudellisesti
perustuen fosfoinositidien ja inositolifosfaattien synteeseihin ja degradaatioihin

PIP2 ja solusykli. Tumaprosessien säätelyssä PI(4,5)P2

Tuman PI(4,5)P2 asettuu mitoottisesti säädeltyihin partikkeleihin pre-mRNA muokkauksessa.

LÄHDE: Osborne SL, Thomas CL, Gschmeissner S, Schiavo G.
Nuclear PtdIns(4,5)P2 assembles in a mitotically regulated particle involved in pre-mRNA splicing.
 J Cell Sci. 2001 Jul;114(Pt 13):2501-11

Fosfoinositidien (PI-fosfolipidien) “ turn over”, aineenvaihdunta kehossa säätelee monia soluprosesseja.

Niiden roolista sytoplasmassa eli solulimassa tunnetaan varsin paljon ja siihen tietoon verrattuna niiden funktioista tumassa, nukleaarisista fosfoinositideistä, on ollut hyvin vähän tietämystä aiemmin. (Tämä toteamus on vuodelta 2001- joten varmasti juuri tältä alalta on suuresti kasvavaa tietomäärää saatavilla!)

Tässä artikkelissaan tiedemiehet ovat osoittamassa, että fosfatidyyli-inositoli (4,5)-bifosfaatti joka on tärkeä PIP2 fosfolipidimuoto tumassa (merkataan myös: PI(4,5)P(2)), näyttää esiintyvän stabiilisti assosioituneena elektronegatiivisiin  hiukkasiin tuman sisällä ja muistuttaa interkromatiinijyvästen kertymiä (interchromatin granule clusters).

Nämä PIP2 tumatyypin fosfolipidiä sisältävät rakenteet omaavat sellaista jakautumista tumassa, mikä on solun syklistä riippuvaa ja käsittää sekä transkriptionaalista koneistoa että pre-mRNA-prosessointikoneistoa , mukaanluettuna RNA-polymeraasi II ja splicing factor SC-35.

Eräillä tutkimuksilla ( immunodepleetio ja add-back kokeilla) osoitettiin että PI(4,5)P(2) ja assosioituneet tekijät ovat välttämättömiä, mutta eivät riittäviä, jotta pre-RNA pilkkoutuisi koeputkessa, joten tämä viittaisi siihen, että PI(4,5) P2-sisältävät kompleksit omaavat kriittistä osaa tuman pre-mRNA:n prosessoinnissa.



30/03/2009 23:37

Tuman PIPK, ja PI(4,5)P(2)synteesi

Tuman inositidien funktioista ja aineenvaihdunnasta.

  • Tyypin I PIPK- entsyymi ja sen tuotteen PI(4,5)P2 synteesi tumassa

Inositidien (PI fosfolipidit) signalointia plasmakalvossa on osoitettu tapahtuvan lukuisissa soluprosesseissa ja niihin kuuluu sytoskeletonin dynamiikka, rakkuloitten kuljetus ja geenitranskriptio.
Tutkimuksissa on myös havaittu, että tumalla (nucleus) on myös erilliset, selvästi erotettavat inositidi-tiensä ja näiden teiden kautta tapahtuu nukleaaristen prosessien säätelyä kuten mRNA kuljetus (export) ulos tumasta, solusyklin progressio, geenitranskriptio ja DNA repair. DNA materiaalin korjaantumiset .

Nämä samat tiedemiehet ovat osoittaneet aiemmin, että PIP2-synteesi ( tärkeä muoto:PI(4,5)P2) stimuloituu, kun solusykli progredioituu G1 faasista S faasiin, vaikkakaan ei ole tunnettu mekanistisia yksityiskohtia siitä seikasta, millä tavalla solusyklin progredioituminen sysäisee nukleaaristen inositidien säätelyä tai vice versa ( Tämä artikkeli on vuodelta 2002).

Tässä tutkimuksessaan tiedemiehet osoittavat, että pRB, joka säätelee solut progredioitumaan G1 faasista S-faasiin kautta on interaktiossa sekä koeputkessa että in vivo I- tyypin PIP-kinaasiin. Se taas on entsyymi, joka vastaa tuman PI(4,5)P(2) fosfolipidimolekyylien synteesistä,
(tumatyypin PIP2 on fosfatidyyli (4,5) inositoli difosfaatti elikkä PtdIns(4,5)P(2).

Lisäksi interaktio stimuloi 1-tyypin alfa-PIP-kinaasia koeputkitutkimuksissa.

Kun tutkijat käyttivät eräitä hiiren erytroleukemiasoluja (MEL), joissa oli lämpötilalle herkkä mutanttiantigeeni, he pystyivät osoittamaan in vivo –vähenemää tuman PI(4,5)P(2) pitoisuuksissa , mikä löytö oli johdonmukaista sen seikan kanssa, että mainittu antigeeni katkaisi interaktion pRB:n ja tyypin I kinaasin välillä.

Tämä tutkimus osoitti ensi kertaa, että on olemassa mahdollinen mekanismi, millä solun syklin progressoituminen voisi säädellä tuman (nukleuksen) inositidien pitoisuuksia - tai siis että asiat ovat assosioituneet toisiinsa.

LÄHDE:
Divecha N, Roefs M, Los A, Halstead J, Bannister A, D'Santos C. Type I PIP-kinases interact with and are regulated by the retinoblastoma susceptibility gene product-pRB. Curr Biol. 2002 Apr 2;12(7):582-7

PI4K

PI4K-beta (Tuman PI4K)

Suurin osa PI4K kinaasin aktiviteetista lokalisoituu sytoplasman alueelle.
(PI4K = PtdIns-4-linase = fosftidyyli-inositoli-4-kinaasi) .
 Mutta sen aktiivisuutta on havaittu myös maksa- ja fibroblastisolujen tumissa, joista on kalvo-osa poistettu.
Asiaa on tutkittu koe-eläimen maksasolujen ja fibroblastien tumista ja niissä on havaittu PI4K entsyymiä.

Hiiren erään solutyypin tumista tutkittiin näitä PI4K kinaaseja. Detergenttiin liukenemattomasta solufraktiosta havaittiin II ja III tyypin PI4K- entsyymiä-
Kun tutkittava materiaali fraktioitiin sytoplasmisiin aktiinifilamentteihin ja nukleaarisiin lamina-porus- komplekseihin, kävi ilmi, että sytoplasmisissa aktiinifilamenteissa oli ainoastaan tyypin II PtdIns-4 kinaasia kun taas tumaperäisessä lamina-porus-kompleksissa oli tyypin III PtdIns-4-kinaasiaktiivisuutta.

Kun käytettiin spesifisiä vasta-aineita, tumaperäinen PI4K identifioitiin PtdIns-4-kinaasi-beetana.(PI4K beta)

Jos tumaan kuljetus estettiin leptomysiiniB:llä , akkumuloitui tätä PtdIns-4-kinaasi-beetaa tumaan. Nämä tutkimukset osoittavat että PI4K-beeta esiintyy fibroblastien tumissa ja sillä on spesifinen funktio nukleaarisissa prosesseissa.

LÄHDE :
P, Klapisz EE et al.Nuclear localization of phosphatidylinositol 4-kinase beta.
J Cell Sci. 2002 Apr 15;115(Pt 8):1769-75Molecular Cell Biology, Institute of Biomembranes, Universiteit Utrecht, The Netherlands.
30.03.2009

Katso myös  NCS-1 &PI4K  kompleksi, NP neuropotentiator sekä insuliinin eritys  (Lisäys 26.7. 2014

PI3K kinaasi ja diabetestutkimus

PI3K kinaasista on hyvin suuri materiaali tutkimuksia tietokoneella. Se on osana monessa metabolisessa seikassa, varsinkin taudeissa sen merkitystä on paljon tutkittu.

Tässä puntaroidaan mm sen merkitystä myöhäisiän diabeteksen puhkeamiseen ja samalla annetaan tämän tieteenalan laajuudesta pieni katsaus.

LÄHDE: Hansen L.Candidate genes and late-onset type 2 diabetes mellitus. Susceptibility genes or common polymorphisms? 1: Dan Med Bull. 2003 Nov;50(4):320-46. Steno Diabetes Center, Gentofte, Denmark.

On paljon näyttöä siitä, että tavallisen kakkostyypin diabeteksen(DM T2) ja sen ominaispiirteiden insuliinin erityksen huononemisen ja alentuneen insuliiniherkkyyden (= insuliiniresistenssi) taustalla on vahva geneettinen komponentti.
Vaikka ollaan havaittu jo vuosikymmeniä suvuittainen esiintyvää diabetestaudin kertymää hyvin vähän kuitenkaan selvitetty tätä geeniosuutta (Tämä kirjoitus on vuodelta 2003, joten tämä tieteenala on hyvin paljon mennyt tästäkin kohdasta eteenpäin) .

Suurimmat edistykset tällä Tyyppi2- diabeteksen geenitutkimusalalla on tapahtunut seuraavissa tautimuodoissa: On identifioitu insuliinireseptorigeenin mutaatioita sellaisessa oireyhtymässä, johon kuuluu vaikea insuliiniresistenssi. On myös identifioitu haiman beetasolujen mutaatioita eräässä monogeenisessa 2-tyypin diabeteksen alaryhmässä MODY ( maturity-onset-diabetes-of-the-young,)

Ensinnäkin on hahmotettu perusta, jonka mukaan on valittu kandidaattigeenejä, joilla voisi olla mahdollinen vaikutus 2-tyypin diabeteksen kehittymiseen ( diabetogeenisyys). Nämä geenit ovat valittu insuliiniresistenssin patofysiologisen mallin alueelta lihaksesta sekä huonontuneesta beetasoluvasteesta glukoosille, (nimittäin normaali beetasoluvaste verenglukoosille on insuliinieritys).

Tätä menetelmää sanotaan kandidaattigeenin etsimiseksi (candidate gene approach). Tässä prosessissa valikoidaan ja analysoidaan geenejä, joita voivat mutatoitua ja jotka ovat assosioituneet joko tyypin 2 diabetekseen, insuliiniresistenssiin tai huonontuneeseen insuliinin erittymiseeen.

Nämä tutkimuskatsaukset ovat poimintoja mutaatioanalyysistrategiasta

1) potilailta, joilla on tavallinen myöhäisiässa alkava tyypin 2- diabetes mellitus, tutkitaan niitä aineenvaihdunnallisia teitä, jotka johtavat insuliinin signalointia plasmakalvosta lihaksessa tapahtuvaan glykogeenisynteesin aktivaatioon

ja 2) potilailta, joilla on myöhään alkava tai MODY-tyyppinen diabetes – tutkitaan niitä teitä, jotka osallistuvat normaaleiden beetasolujen kehittymiseen ja beetasolufunktioon (= insuliinineritykseen).

Analysoitiin 12 geeniä, jotka koodaavat seuraavia proteiineja: insuliinisignalointitien proteiineja alkaen
insuliinireseptorista PI-sääteisten kinaasien (PIKs) kautta fosfataasikomplekseille , joka taas säätelevät glykogeenisynteesiä lihaksessa . (PI tarkoittaa phosphatidylinositide; PIK = phosphatidylinositide regulated kinases. Kinaasit fosforyloivat.
Fosfataasit taas päinvastoin poistavat fosfaatteja ).

Insuliinireseptorin Valiini 985 Metioniini- variantti (Val985Met variant) analysoitiin. Se ei ollut assosioitunut tyypin 2 diabetekseen.

Toisaalta taas tiedemiehet osoittivat, ,että PI-3K entsyymin p85 alfa-alayksikön Met325Val mutaatiovariantti liittyi insuliiniresistenssiin.

He eivät löytäneet ”missense” mutaatioita ( no coding mutations) insuliinia signaloivissa proteiinikinaaseissa. Mutta he varmistivat että 5 bp-deleetio (PP1ARE) erään PPP1R3 geenin 3prim(´)-päädyssä liittyy insuliiniresistenssiin, jota voidaan arvioida insuliinvälitteisenä glukoosin soluunottona.
Tämä PPP1R3 geeni koodaa glykogeenista riippuvaa proteiinifosfataasi-1:n ( PP1G) alayksikköä (= glycogen-associated regulatory subunit of protein phosphatase-1)

Päinvastoin kuin lihaksessa vaikuttavissa proteiinikinaaseissa niin betasoluissa
niitä koodaavat geeneiltään polymorfiset transkriptiotekijät (IPF-1, neuroD1/BETA2 ja Neurogeniini-3)

Nyt tutkijat puntaroivat sellaista varianttia kuin Asp76Asn transkriptiotekijässä IPF-1. Se geeni ei vaikuttanut olevan suspekti myöhäisiän 2 T diabeteksessa.

Sitten he katsoivat Ala45Thr-variantin toisesta transkriptiotekijästä NeuroD1/BETA2. (Siis vaihtoivat rakenteen 45 asemassa olevan alaniinin threoniiniaminohapoksi). Tämä saattaa olla suspekti geeni 1-tyypin diabeteksessa, mutta mikään näistä geeneistä ei edustanut MODY-tyypin diabetekselle tyypillsitä mutaatiota.

Myös beetasolussa ilmenevä ATPsääteinen kaliumkanava (Kir6.2) on polymorfinen geeniltään , mutta tutkijat ovat sitä mieltä, että mikään näistä polymorfioista ei liittynyt glukoosin indusoiman insuliinierityksen muutoksiin.

Johtopäätöksessään tutkijat ovat sitä mieltä, että tämä kandidaattigeenejä etsivät metodi soveltuu hyvin geenien identifioimiseen tai niiden poissulkemiseen suspekteina diabetogeenisina.
2009-03-30 11:53

lördag 28 mars 2009

PIP geeni puntarissa

PIP geeni puntarissa
LÄHDE:
http://www3.interscience.wiley.com/journal/91512926/abstract?CRETRY=1&SRETRY=0
Intragenic amplification and formation of extrachromosomal small circular DNA molecules from the PIP gene on chromosome 7 in primary breast carcinomas

Termejä: PIP gene • breast cancer • genomic instability • chromosome 7 • spcDNA
(2002)

PIP-geeni ilmenee exokriinisissa rauhasissa patologisissa tiloissa kuten rintarauhaskystassa ja rintasyövissä, joissa on apokriinisia piirteitä. Geeni sijaitsee kromosomin 7 pitkässä haarassa ,alueella, mikä muuntuu usein rintakasvaimissa. Tutkijat ovat jo aiemmin kuvanneet PIP-geenissä epänormaalin distribuutiomallin 33%:ssa prostatasyöpiä. Nyt he tutkivat PIP-geenin rakennetta primäärissä rintasyövissä. (Nämä kaksi syöpälajia ovat ihmiskunnan tavallisimpia). He raportoivat amplifikaatioita ja extrakromosomaalista spcDNA-molekyylien muodostumista. Intregeenisellä alueella, jonka voi tarkasti määritellä muodostuu pientä DNA-kierulaa , mikä lisää geneettistä instabiliteettia. PIP-geeni voi olla rintasyövässä genomisen variabiliteetin kohde.

PIP5K2A geeni puntaroituna

Tämän geenikohdan 10p12 katsotaan joissain piireissä olevan mukana eräissä psyykkisissä häiriöissä, lähinnä affektiivisissa itsenäisenä linkkinä ja assosiaatiotutkimuksissa.
Solutasolla PIP5K2A on entsyymikomponetti inositolifosfaatin (IPx) aineenvaihdunnassa, mitä on pidetty potentiellina kohteena litiumin(Li+) terapeuttisessa vaikutuksessa BPAD-potilailla.
Olettaen että PIP5K2A on mahdollinen kandidaatti geeni muutamissa häiriöissä, jotka varsinaisesti eivät ole kognition vaan affektion häiriöitä, saksalaiset tutkijat suorittivat assosiaatiotutkimuksen PIP5K2A locuksen ja 268 skitsofreniaa diagnoosina potevan henkilön ja 260 BPAD-potilaan ja 325 etnisesti samojen terveitten kontrollien kesken. Tutkijat eivät löytäneet assosiaatiota kummankaan taudin suhteen käyttäessään PIP5K2A geenin varianttia yksittäisen merkitsijän ja haplotyyppianalyysin avulla. Joten tämä tutkimus ei anna kannatusta ajatukselle PIP5K2A-geenilocuksen osallistumsiesta niin skitsofreniaan kuin BPAD-häiriöön saksalaisessa potilasaineistossa. Vuonna 2006.
Muuten samaisen genilocuksen 10p12 lähellä on eräs Alheimerin tautiin assosioituva geenilokus, 10p13, joten tämän entsyymin assosiaatio dementiaan voisi olla aiheellista etsiä tietueista

PIP4K kinaasi ja neuropotentio, exosytoosi

PI4K-entsyymi(KINAASI) ja NCS-1( neuronin kalsiumsensori) on neuropotentiaattori (NP)kompleksi.
tuottaen PI(4)P fosfolipidiä sekä Ca++, NA, Glu erityksiä .

LÄHDE: Zheng Q, Bobich JA et al.
Neuronal calcium sensor-1 facilitates neuronal exocytosis through phosphatidylinositol 4-kinase.
Department of Chemistry, Texas Christian University, Fort Worth, Texas, USA. J Neurochem. 2005 Feb;92(3):442-51.

Neuronissa on 4-kinaasia terminaalissa (PI-4K). Sen stimuloi sellainen reseptori, joka myös pystyy vaikuttamaan kalvokanaviin Sen nimi taas on hermon kalsiumin sensori-1(NCS-1).
Exogeeni, myristyloitunut NCS-1 stimuloi hermopäätteen tuottamaan PI(4)P-molekyyliä. Ilman myristylaatiota ei stimuloitumista tapahtunut. Kun PI(4)P kalvolipidiä alkoi muodostua, samalla hermoista vapautui kalsiumia (Ca++) , noradrenaliinia (NA) ja glutamaattia (Glu).
Sensorilla on proteiinirakenteessaan N-ja C-pääty.
N-terminaali oli tämän PIP synteesin kanssa tekemisissä. Jos N-terminaali estettiin vasta-aineella , estyi PI(4)P-synteesi, mutta tähän synteesiin ei vaikuttanut C-terminaalin estäminen vasta-aineella.
Jos molemmat päädyt estyivät vasta-aineella, seurasi vain noradrenaliinin pientä tai spontaania- eritystä, mutta Glu-vapautumiseen ei ollut vaikutusta. .
Tämä NCS1& PI4K neuropotentiaattorikompleksi (NP) voi olla essentielli linkki proteiinien ja lipidien aineenvaihdunnan välillä säätelemässä kalvotrafiikkia koordinoiden sen jonivirtoja ja hermopäätteen plastisuutta.