IP7 muotoon IP8 ja vip entsyymit

Hakusana vip-1 and vip-2 enzymes antaa Google hakuna 2730 vastausta. Asia näyttää olevan eläinkoetasossa. Koetan löytää tältä vuodelta uutta mtuta saan uusimpana allaolevaa.
Cloning and Characterization of Two Human VIP1-like Inositol Hexakisphosphate and Diphosphoinositol Pentakisphosphate Kinases. Otan tässä toistamiseen artikkelin

Peter C. Fridy, James C. Otto, D. Eric Dollins, John D. York1
Departments of Pharmacology and Cancer Biology and of Biochemistry, Howard Hughes Medical Institute, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, 27710
To whom correspondence should be addressed: Duke University Medical Center, DUMC Box 3813, Duke University Medical Center, Durham, NC 27710.

Abstrakti. Suomennosta (kesken)

Artikkeli kertoo ihmisten kahden VIP1-kaltaisen kinaasin, IP6-kinaasin (IP6K) ja difosfoinositoli -IP5-kinaasin (IP7K), kloonaamisesta ja luonnehtimisesta.

EUKARYOOTEILLA on lukuisia inositolifosfaatteja(IP) ja difosfoinositolifosfaatteja(PP-IPs), joita myös kutsutaan inositolipyrofosfaateiksi ja ne vaikuttavat kemiallisina koodeina, jotka ovat tärkeitä solunsisäisissä signaaliteissä. IP- ja PP-IP-molekyylijoukkoa tuottaa useat evolutionaalisesti konservoidut IP-kinaasit.

Tässä tutkijat kertovat, miten he saivat luonnehdittua IP6-kinaasin (IP6K) ja IP7-kinaasin (IP7K= diphosphoinositol pentakisphosphate eli PP-IP5 kinase), jotka olivat hiivassa sen Vip1- entsyymin kaltaisia ja ne identifioitiin IP6/IP7 kinaasina.
Koeputkessa VIP1 osoittaa IP6-kinaasi - ja IP7-kinaasiaktiivisuuta ja saa aikaan IP7 synteesin. VIP1 geenin ilmenemä ihmissolussa tuotti korkeat pitoisuudet IP7 , josta taas johtui dramaattinen lisääntymä IP8-muodossa (= bisdiphosphoinositol tetrakisphosphate (PP2-IP4 or IP8).

Missä ihmiskehon kohdassa ilmenee VIP1 geeniä?

Sitä on monissa eri kudoksissa ja erityisen rikkaana tahdonalaisessa lihaksessa, sydämessä ja aivoissa. Jos VIP1 merkattiin ja katsottiin, missä sitä on, niin sitä löydettiin solun sytoplasman non-membraanisessa tilassa, kohdissa missä ei ole kalvorakenteita.

Tutkijat luonnehtivat myös ihmisen ja hiiren VIP2-entsyymin, joka on toisen geenin tuote, mutta 90 %:sti samanlainen kuin VIP1-entsyymi kinaasidomaaniltaan ja se osoitti myös sekä IP6K ja IP7K aktiivisuutta.

Tutkijat päättelivät, että ihmisen VIP1 ja VIP2 toimivat IP6- ja IP7-kinaaseina, jotka vaikuttavat yhteistyössä IP6K/Kcs1-luokan kinaasien kanssa konvertoimassa IP6-muotoa nisäkässoluissa IP8-muotoon. Tämän prosessin on todettu tapahtuvan vasteena erilaisille stimuluksille ja signalointitapahtumille.

PLC:n osuus

INOSITOLIFOSFAATIT (IPs) on sekalainen ryhmä regulatorisia molekyylejä ja ne osallistuvat monenlaisiin solunsisäisiin( itnrasellulaarisiin) signaaliteihin. Solujen stimuloituminen johtaa IPs tuotantoon siten että fosfoinositidit(PIs) alkavat pilkkoutua fosfoinositideille spesifisellä fosfolipaasilla C(1-3), PLC.

Monet muut IPs molekyylit kuten tetrakisfosfaatit(IP4), inositolipentakisfosfaatti(IP5) ja inositolihexacisfosfaatti(IP6) syntyvät useitten evolutionaalisesti konservoituneitten IPKs(2,-4-7) eli inositolifosfokinaasien luokkaan kuuluvien entsyymien perättäisten toimintojen kautta .

Näitten kinaasien geneettisten ja biokemiallisten tutkimusten seurauksena on kyetty linkitsemään muodostuneet IP-tuotteet sellaisiin prosesseihin kuten

• metallien kelatoiminen
• jonikanavien säätely
• transkriptio
• kromatiinin uudelleenmuokkaus (chromatin remodelling)
  
• nukleaarisen mRNA:n uloskuljettaminen(nuclear mRNA export)
  
• apoptoosi
• RNA:n editointi (RNA editing)
  
• fosfaattiherkistys (phosphate sensing)
  
• auksiinisignalointi (auxin signaling)
  
• asianmukainen elinten kehitys (proper organism development)
  

Liukoiset IP molekyylit toimivat myös useitten difosfoinositolifosfaattilajien edeltäjämuotona (PP-IPs) ja yhteisnimellä niitä sanotaan inositolipyrofosfaateiksi.
Inositolipyrofosfaatit(PP-IPs) raportoitiin ja luonnehdittiin aluksi Dictyostelium discoideumista ja nisäkässoluista ja ne eroavat toisistaan inositolirenkaassa sijaitsevien yhden tai useamman pyrofosfaattiryhmän suhteen.

Evolutionaalisesti konservoituja kinaaseja on havaittu kahta ryhmää tuottamassa näitä inositoli-pyrofosfaattimuotoja.

(I)

IP6K, IP6-kinaasiluokka (Hiivassa Kcs1. Nisäksäsoluissa IHPK1, IHPK2, IHPK3):
Nämä konvertoivat IP6-muodon ( inositolihexacisfosfaattia eli fytiiniä) difosfoinositolipentakisfosfaatiksi PP-IP5. Sen nimenä on myös IP7.
Entsyymi voi myös fosforyloida IP5 muotoa ja tuottaa PP-IP4; IP6.

JOS silmuilevasta hiivasta puuttuu tämä Kcs1, seuraa puutteita vasteessa osmoottiseen stressiin, telomeerien pituuden säädössä , vakuolaarisessa biogeneesissä, endosytoosissa ja muissa soluprossesseissa.

PP-IP5 muoto ainakin koeputkessa toimii fosfaatin luovuttajana ja pystyy fosforyloimaan proteiineja suoraan ilman entsyymin tarvetta. Kuitenkaan ei ole todisteita, jos tämä tapahtuu myös solumiljöössä.

Tulokset viittaavat myös siihen, että IP6-kinaasiaktiivisuus on osallistumassa olennaisen tärkeän bis-difosfo-inositoli-tetra-kis-fosfaatin ( PP-IP4-PP), siis IP8- muodon (PP2-IP4) synteesiin. Se on vahvasti fosforyloitu ja sisältää kaksi pyrofosfaattiryhmää.
Tutkimukset osoittavat, että PP-IP4 tasot vaihtelevat vasteena osmoottiseen tai kuumastressiin sekä hiivassa että nisäkässolussa ja IP8-tasoa saattaa osaltaan säädellä myös MAP-kinaasitie.

IP8 (eli PP2-IP4) ja IP7 ( eli PP-IP-5) näyttävät ilmeisesti omaavan osuutta cAMP-välitteisissä signaalitapahtumissa ja niihin kuuluu myös chemotaxis D. discoideum organismissa; näiden metaboliittien pitoisuuksissa nimittäin tapahtuu merkitseviä muutoksia cAMP-signaloinnin aikana.

(II)
Toinen IP6/IP7-kinaasiluokka on myös löydetty silmuilevasta hiivasta ja sitä merkataan Vip1 nimellä. Tämä aktiivisuus identifioitiin inositolipyrofosfaattisyntaasina IPS1 (=inositol pyrophosphate synthase IPS1) perustuen tietoon vastamuodostuneen PP-IP5 molekyylin akkumuloitumisesta mutanttihiiressä, josta puuttuu sekä Kcs1/IP6K aktiivisuus että myös difosfoinositolifosfaattifosfataasi Dsp1 ( (kcs1Δddp1Δ) aktiivisuus.

Kun puhdistettiin tällaisesta 2-kertaisesti poistogeenisestä hiivakannasta biokemiallisesti puhdasta IP6-kinaasia, saatiin kloonattua Vip1. Ennenkuin keksittiin , että Vip1 omasi sisäsyntyistä IP6-kinaasiaktiivisuutta, oli havaittu, että se voi toimia myös aktiinin polymerisaation ja sytoskeletaalisen funktion säätelijänä.

(Prior to the discovery that Vip1 possessed intrinsic IP6 kinase activity, its Schizosaccharomyces pombe ortholog Asp1 was found to exhibit genetic interactions with actin-related proteins 2/3 (Arp2/3), indicating that it may function as a regulator of actin polymerization and cytoskeletal function).

Oli demonstroitu, että IP6-kinaasi aktiivisuutta tarvittiin tiettyyn geneettiseen interaktioon ja normaaliin solumorfologiaan.

Lisäksi rekombinantin Vip1:n ja Kcs1/IP6K:n fosforiNMR-analyyseillä osoitettiin, että tuottuu toisistaan erotettavissa olevia PP-IP5-lajeja (distinct PP-IP5 species ).
Ottaen huomioon Vip1 entsyymin ja Kcs1/IP6K entsyymien ainutlaatuiset aktiivisuudet osoitettiin, että molemmat entsyymit toimivat myös PP-IP5-kinaaseina ja yhdessä kykenevät fosforyloimaan IP6-muotoa IP8-muotoon( PP2-IP4).

Tässä katsauksessaan tutkijat raportoivat tunnistaneensa, kloonanneensa ja luonnehtineensa kaksi ihmisen Vip1-kaltaista geenituotetta. Heidän tietonsa viitaavat siihen että ihmisen(human) VIP-1 ja VIP2 toimivat molemmat IP6- ja PP-IP5-kinaaseina, joiden tuotteet omaavat osaa laajassa kirjossa erilaisia signaalinjohtoteitä. Tämä työ on merkitsevä edistysaskel laajentamassa käsitystä inositolipyrofosfaattien osuudesta signaloinnissa.