Myioinositolin perustava tärkeys aivoille ennen syntymää

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21246399

J Inherit Metab Dis. 2011 Apr;34(2):345-55. Epub 2011 Jan 19. Is prenatal myo-inositol deficiency a mechanism of CNS injury in galactosemia?

Berry GT.

Source

Division of Genetics, Children's Hospital Boston, Center for Life Sciences Building, Boston, MA, 02115, USA. Gerard.Berry@childrens.harvard.edu

Erratum in

• J Inherit Metab Dis. 2011 Apr;34(2):555.

Abstract

Classic Galactosemia due to galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT) deficiency is associated with apparent diet-independent complications including cognitive impairment, learning problems and speech defects. As both galactose-1-phosphate and galactitol may be elevated in cord blood erythrocytes and amniotic fluid despite a maternal lactose-free diet, endogenous production of galactose may be responsible for the elevated fetal galactose metabolites, as well as postnatal CNS complications. A prenatal deficiency of myo-inositol due to an accumulation of both galactose-1- phosphate and galactitol may play a role in the production of the postnatal CNS dysfunction. Two independent mechanisms may result in fetal myo-inositol deficiency: competitive inhibition of the inositol monophosphatase1 (IMPA1)-mediated hydrolysis of inositol monophosphate by high galactose-1- phosphate levels leading to a sequestration of cellular myo-inositol as inositol monophosphate and galactitol-induced reduction in SMIT1-mediated myo-inositol transport. The subsequent reduction of myo-inositol within fetal brain cells could lead to inositide deficiencies with resultant perturbations in calcium and protein kinase C signaling, the AKT/mTOR/ cell growth and development pathway, cell migration, insulin sensitivity, vescular trafficking, endocytosis and exocytosis, actin cytoskeletal remodeling, nuclear metabolism, mRNA export and nuclear pore complex regulation, phosphatidylinositol-anchored proteins, protein phosphorylation and/or endogenous iron "chelation". Using a knockout animal model we have shown that a marked deficiency of myo-inositol in utero is lethal but the phenotype can be rescued by supplementing the drinking water of the pregnant mouse. If myo-inositol deficiency is found to exist in the GALT-deficient fetal brain, then the use of myo-inositol to treat the fetus via oral supplementation of the pregnant female may warrant consideration.

PMID:

21246399

[PubMed - indexed for MEDLINE]

PI3K aktivoituu influenssaviruksesta

Mitä tietä influenssavirus aktivoi PI-3K entsyymin?


PI3K aktivoituu influenssaviruksen vRNA materiaalista patogeenin rakenteen tunnistavanRNA helikaasi rakenteisen Rig-1 reseptorin kautta mikä edistää tehokkaan I tyypin interferonin muodostusta.


LÄHDE:
Cell Microbiol. 2011 Sep 8. doi: 10.1111/j.1462-5822.2011.01680.x. [Epub ahead of print] Phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) is activated by influenza virus vRNA via the pathogen pattern receptor Rig-I to promote efficient type I interferon production.

Hrincius ER, Dierkes R, Anhlan D, Wixler V, Ludwig S, Ehrhardt C.

Source

Institute of Molecular Virology (IMV), ZMBE, Von Esmarch-Str. 56, D-48149 Muenster, Germany.

Abstract, Tiivistelmä

The phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) was identified to be activated upon influenza A virus infection.

On tunnistettu PI3K entsyymin aktivoituvan A-influenssavirusinfektion aikana.

An early and transient induction of PI3K signaling is caused by viral attachment to cells and promotes virus entry.

Varhaisen ja ohimenevän PI3K-entsyymin aktivoitumisen aiheuttaa viruksen liittyminen soluun ja tässä PI3K- aktivaatio edistää viruksen sisäänpääsyä.

In later phases of infection the kinase is activated by the viral NS1 protein to prevent premature apoptosis.

Infektion myöhemmässä vaiheessa viruksen NS1-proteiini aktivoi PI3K enstyymiä estääkseen isäntäsolun ennenaikaisen apoptoosin.

Besides these virus supporting functions, it was suggested that PI3K signaling is involved in dsRNA and IAV induced antiviral responses by enhancing the activity of interferon regulatory factor-3 (IRF-3).

Näitten virukselle edullisten funktioitten lisäksi PI3K-signalointi osallistuu viruksen dsRNA muodon ja A-influenssaviruksen indusoimiin antivirusvasteisiin lisäämällä interferonia säätelevän tekijä 3:n (IRF-3) aktiivisuutta.

However, molecular mechanisms of activation remained obscure.

Kuitenkin taustalla oleva molekulaarinen mekanismi on pysynyt hämärän peitossa.

Here we show that accumulation of vRNA in cells infected with influenza A or B viruses results in PI3K activation.

Tässä tutkimuksessa tiedemiehet osoittivat, että influenssa A tai B virusten infektoimissa soluissa kertyvä virusRNA johtaa PI3K-entsyymin aktivoitumiseen.

Furthermore, expression of the RNA receptors Rig-I and MDA5 was increased upon stimulation with virion extracted vRNA or IAV infection.

Lisäksi virionista uutettu vRNA tai influenssavirus-infektio sinänä stimuloivat lisääntynyttä RNA-reseptorien Rig-1 ja MDA5 ilmenemää.

Using siRNA approaches, Rig-I was identified as pathogen receptor necessary for influenza virus vRNA sensing and subsequent PI3K activation in a TRIM25 and MAVS signaling dependent manner.

Kun tehtiin tutkimuksia siRNA:lla, todettiin Rig-1 patogeenireseptoriksi, joka oli välttämätön viruksen vRNA muodon tunnistamisessa ja sitä seuraavassa PI3K-aktivaatiossa tavalla, joka riippui TRIM25 ja MAVS signaloinnista.

Rig-I induced PI3K signaling was further shown to be essential for complete IRF-3 activation and consequently induction of the type I interferon response.

Lisäksi osoittautui, että Rig-I:n indusoima PI3kinaasin signalointi oli välttämätön, jotta IRF-3 saattoi aktivoitua täydellisesti ja saada aikaan tyypin I interferonivasteen.

These data identify PI3K as factor that is activated as part of the Rig-I mediated anti-pathogen response to enhance expression of type I interferons.

Näistä tiedoista päätellen PI3K on tekijä, joka aktivoituu osana Rig-1 välitteisestä antipatogeenivasteesta I-tyyppisten interferonien expression lisäämisessä.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21899695

Rig-1
http://www.nature.com/ng/journal/v38/n8/images/ng0806-866-F1.jpg

IRF

http://www.invivogen.com/images/MT_newgraphic10.jpg
http://www.nature.com/ni/journal/v5/n7/full/ni1087.html

DNA-repair , Double-strand-break, DSB

Kun DNA vaurioituu säteilystä, generoituu kahden säikeen vaurio ja tämä aktivoi DNA-PK entsyymin, DNA-proteiinikinaasin, josta seuraa PKB entsyymin seriinin numero 473 fosforyloituminen. Oletettavasti PDK1 entsyymi fosforyloi toisen aminohappotähteen TT308 PKB-entsyymissä tuman alueella.

DNA-PK entsyymissä Ku70/Ku80 kompleksi toimii DNA kaksoisvaurioon kohdistavana alayksikkönä DNA-PK:n katalyyttiselle alayksikölle DNA-PKcs.

Kaksoissäikeen vauriossa DN-PK sallii tuman alueella PKB entsyymin aktivoitumisen., mikä taas indusoi solun elossapysymisen todennäköisesti ainakin osittain vaikuttamalla p53( "Genomin suojelijan") säädeltävien geenien transkriptioon, kuten p21 transkriptioon.

Tämä tapahtuu siten, että PKB inaktivoi GSK2:n tumassa ja siitä seuraten Mdm2 määrä laskee, jolloin kertyy p53 ja p21 säätyy ylös. Tästä indusoituu solusyklin pysähtymä ja epäsuorasti solun elinkyvyn edistäminen.

DNA-PK entsyymistä riippuvalla tavalla proapoptoottisen transkriptiotekijän FoxO4 fosforyloidut määrät nousevat johtaen FoxO4 aktiviteetin vähenemiseen. Tässä asiassa on vielä kyseenalaista, onko nukleaarinen PKB S473 fosforylaatio mTORC2:lla ja DNA-PK:lla riippuvainen PI(3,4,5)P3:sta (epäilen että ei ole, koska on tuma-alue kyseessä), niin kuitenkin PKB:n täsmällinen säätyminen spesifisellä upstream S473 kinaasilla eri stimuluksista, ja eri sijaintikohdissa tekee oman osansa PKB signaloinnin spesifisyyteen. Eri tavoilla aktivoituneet PKB muodot saattavat täten säädellä lukuisia kohteitaan spesifisin tavoin, mikä valaisee tämän PKB entsyymin teitten monimutkaisuutta.

Ajatukset ovat C Rommel et al. kirjasta(2010) Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease. S.35.

Myös internet antaa tästä artikkelin:

Mol Cell. 2008 Apr 25;30(2):203-13. PKBalpha/Akt1 acts downstream of DNA-PK in the DNA double-strand break response and promotes survival.

Bozulic L, Surucu B, Hynx D, Hemmings BA.

Source

Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Maulbeerstrasse 66, 4058 Basel, Switzerland.

Abstract

Protein kinase B (PKB/Akt) is a well-established regulator of several essential cellular processes. Here, we report a route by which activated PKB promotes survival in response to DNA insults in vivo. PKB activation following DNA damage requires 3-phosphoinositide-dependent kinase 1 (PDK1) and DNA-dependent protein kinase (DNA-PK). Active PKB localizes in the nucleus of gamma-irradiated cells adjacent to DNA double-strand breaks, where it colocalizes and interacts with DNA-PK. Levels of active PKB inversely correlate with DNA damage-induced apoptosis. A significant portion of p53- and DNA damage-regulated genes are misregulated in cells lacking PKBalpha. PKBalpha knockout mice show impaired DNA damage-dependent induction of p21 and increased tissue apoptosis after single-dose whole-body irradiation. Our findings place PKB downstream of DNA-PK in the DNA damage response signaling cascade, where it provides a prosurvival signal, in particular by affecting transcriptional p21 regulation. Furthermore, this function is apparently restricted to the PKBalpha isoform.

PMID:

18439899

[PubMed - indexed for MEDLINE]

AGC-Proteiinikinaasit.: PKB,/ ja muut Akt

Fosfatidi-inositolien aineenvaihdunnasta ei voi puhua ilman että selvitää myös aineenvaihdunnan alalla toimivia proteiinikinaaseja.

LÄHDE: Tässä kerrotaan muutamista proteiinikinaaseista tarkemmin sivulla 32.
Christian Rommel, Bart Vanhaesebroeck, Peter K.Vogt toimittivat kirjan nimeltä Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease .Vol. 1.
(Sivu 10 johdannosta)

AGC-ryhmä proteiinikinaaseja käsittää mm PKA, PKB, PKC ja PKG entsyymit. Myös S6K, RSK, SGK.AGC-kinaasiryhmä saa nimensä näistä kinaaseista PKA, PKG, PKC)
AGC-kinaaseilla on yhteinen upstream aktivaattopri PDK1, (master kinase). Konstituellisti aktiivina se fosforyloi ja aktivoi AGC-substraattejaan jos sekundäärivälittäjäaine PI(3,4,5)P3 pitoisuus nousee. Se löydettiin ensi kerran insuliinin signaalijohtumisen alueelta, kun se aktivoi PKB entsyymiä.

PKB ( säätelee solun elinkykyä,proliferaatiota ja glukoosihomeostaasia)
Seriini/threoniini proteiinikinaas B, PKB tunnetaan myös nimellä Akt.
PKB omaa kolme isoformia PKB alfa (Akt 1), PKB beeta 8Akt 29 ja PKBgamma (Akt 3).
PKB alfa löytyy ylseisti kehosta.
PKB beeta ilmenee pääasiassa insuliinille herkissä kudoksissa.
PKB gamma löytyy pääasiassa aivoista ja kiveksestä.

S6K, p70 ribosomaalinen S6 kinaasi isoformit vaikuttavat proteiinisynteesin säätöön ja solun kasvuun.

SGK seerumin ja glukokortikoidin indusoima proteiinikinaasi-isoformi säätelee joninkuljetusta, hormonin vapautumista, neuroexcitabiliteettia , solun proliferaatiota ja apoptoosia.

RSK, p90 ribosomaali S6 kinaasi kontrolloi solun elossapysymistä, proliferaatiota,, kasvua ja motiliteettia

PKC, useita isoformeja

PDK1, kuuluu itsekin AGC-perheeseen ( master kinase) ja on yleinen upstream kinaasi, joka fosforyloi ja aktivoi kaikki nämä agonististimuloidut AGC-kinaasit

AGC-kinaasien aktivoitumismekanismista maininta
Duaali fosforylaatio vaaditaan maksimaaliseen katalyyttiseen kykyyn.
Joissain AGC-kinaaseissa on kolmaskin fosforylaation paikka nimeltään " turn motif" tai "zipper site" (Z/TM), joka edistää integriteettiä stabiloimalla entsyymin aktiivin konformaation ja suojaamalla hydrofobista motiiviandefosforylaatiolta.

Nimittäin PDK1 (master kinase) fosforyloi kaikki nämä 23 agonistin stimuloimaa AGC-kinaasia niiden seriini/threoniinitähteisiin niiden T-silmukassa ( activation loop).
Sen sijaan hydrofobisen motiivin fosforylaation säätely taas on aika erilaista PDK1 entsyymin eri kohde-entsyymeillä.

PDK1 entsyymi koodautuu ihmisen kromosomista 16p13.3 ( single-copy gene), ja tuote on 556 aminohapon sytosolinen proteiini. Siinä on kaksi funktionaalista domaani: yllä mainittu N-terminaalinen seriini/threoniinikinaasi domaani (AGC perheen merkki) ja C-terminaalinen Pleckstrin (PH) homology domaani, joka asettuu interaktioon fosfoinositidimoplekyylien (PI-3.4.5-P3) PIP3, ja PIP2 tyyppien (PI-3,4-P2)(PI-4,5-P2) kanssa.

PKB (sen kolme isoformia) on ainoa, PDK1 substraateista, joka sisältää PH-domaanin, mutta nyt N-terminaalissa, ja tekee interaktiota spesifisesti PI-3,4,5-P3 molekyyliin (PIP3). Tämä yksinomainen PH domaanin olemassaolo juuri PKB isoformeissa tuottaa aika selkeästi eroutuvan aktivaatiomekanismin, kun vertailee muihin PDK1 entsyymisubstraatteihin.

Miten PDK1 sitten aktivoituu?
Siinä on PIF tasku, joka tunnistaa substraatin ( hydrophobic motif binding pocket) ja sillä domaanilla PDK1 tunnistaa "docking site", minkä substraatti esittää. Interaktio tämän PIF taskun ja fosforyloidun hydrofobisen motiivin kesken indusoi PDK1 entsyymin allosteerisen aktivaation.
Isoloidun PDK1 entsyymin PH domaanissa on epätavallinen N-terminaalinen laajentuma. Fosfoinositideja(PI) sitova tasku on jokseenkin matala ja positiivisesti varautunut pinnaltaan ja merkitsevästi tilavampi kuin muut PH domaanit, mikä selittää PDK1:n kyvyn sitoa tehokkaasti erilaisia fosfoinositideja (PI). Niitten lisäksi tämä laaja ligandeja sitova kohta voisi selittää PDK1 entsyymin kyvyn tehdä interaktiota inositoli-penta- ja hexa-fosfaatteihin (IPx) Ins(1,3,4,5,6)P5 ja fytiiniin, InsP6, korkealla affiniteetilla- mikä lienee mekanismi, joka toimii PDK1-entsyymin sytosolisena ankkurina, jolloin muodostuu täydentävä allas sille entsyymialtaalle, mikä asettuu interaktioon kalvossa olevien fosfoinositidien kanssa. PDK1 PH domaanissa ei tapahdu ligandin aiheuttamaa conformaation muutosta, kuten esim PKBalfa:n PH domaanissa.

PDK1:n normaali funktio on tärkeä PKB entsyymin fysiologiselle toiminnalle.

PDK1 on arvokas syövän vastainen kohdemolekyyli.

On tutkittu PTEN ja PDK1 entsyymien välistä epistaattista suhdetta lymfosyyttien migraation ja malignin transformaation alueellla.
PTEN hajoittaa PIP3, joka taas osaltaan aktivoisi PDK1 entsyymikaskadia.
Jos sekä PTEN on heikentynyt (PTEN +/- heterotsygootti) ja PDK1 hypomorfinen koe hiirilaji omaa protektiivisuutta useita tuumoreita kohtaan. PDK1 on avainvaikuttaja tuumorigeneesin välittäjänä, jos PTEN puuttuu.
Neutrofiili, joka vaeltaa kohti tulehduskeskusta omaa etu-ja takarintaman. Etuosassa on PI3K-entsyymifunktiota, joka tuottaa PIP3 molekyyliä ja takaosassa PTEN,joka hajoittaa PIP3 molekyyliä takaisin PIP2 muotoon, mistä korostuu polaarisuus.

PDK1 on molekyyli, johon voidaan suunnata lääkkeellistä terapiaa.

(Oma kommentti: Tämä entsyymi PDK1 tuntee myös fytiinimuodon. Fytiinillä (IP6) on havaittu olevan etuja , mm antituumorivaikutusta, eräissä raporteissa. Ravinto voi antaa näitä erilaisia IPx polyfosfaatteja, jos asia huomioidaan ).

PIK, fosfoinositidikinaasien ryhmänimi vuonna 2010

Fosfoinositidikinaasit (PIK) ovat lipidikinaaseja, jotka fosforyloivat fosfoinositidin rakenteen INOSITOLI -renkaan. ja täten toimivat signaalinvälittäjinä.
LÄHDE:
Christian Rommel, Bart Vanhaesebroeck, Peter K.Vogt : Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease . Volyme 2. S. 22. In: introduction.

Riippuen siitä, minkä kohdan hiilihydraattissa PIK fosforyloi, se luokitellaan kolmeen entsyymiperheesen vuonna 2010.

PI3K
fosfoinositidi 3-kinaasit.
PIP4K
fosfoinositidi4- kinaasit
PIP 5-K
Fosfoinositidi 5-kinaasit

PI 3-K entsyymiryhmä luokitellaan vielä I, II ja III luokkaan riippuen alayksikön rakenteesta, niiden säätymisestä ja niiden substraattiselektiivisyydestä.

Luokka I PI3K käsittää kaksi alaryhmää IA ja IB ( Vuodesta 1999).

IA PI 3K omaa kolme katalyyttistä alaryhmää:
p110 alfa, p110 beeta, p110 delta, jotka muodostavat heterodimeerejä, joilla on 1- 5 säätelydomaania:
Nämä domaanit ovat p85 alfa, p85 beeta, p55 gamma, p50 alfa ja p55 alfa.
Näitä koodaa kolme geeniä: PIK3RI (p85alfa, p55alfa, p50alfa, joita tuottuu mRNA:sta alternatiivisin promoottorein transkriboituna) ; PIK3R2 (p85beeta) ja PIK3R3 (p55gamma).

Nämä PI3K entsyymit aktivoituvat solupinnan reseptorityrosiinikinaaseilla (RTK)
1990-luvulla näitä proteiineja koodaavat geenit siis kloonattiin.

Ihmisgenomi koodaa neljää luokka I entsyymiä p110 alfa, p110beeta, p110 gamma ja p110 delta.
Luokka IB entsyymi, p110gamma, sitoutuu joko p101, jota koodaa PIK3R5 tai p84/87, jota koodaa PIK3R6.
Regulatorinen alayksikkö vastaa spatiotemporaalisesta PI3K aktivaation kontrollista.

PI3K IA ja IB luokkien tehtävät ovat katalysoida fosfatidyyli-inositol i(3,4,5)P2 (PIP3) muodostumista prosessissa, joka on palautuva, reversibeli, jos lipidifosfataasi PTEN vaikuttaa defosforyloivasti.

Vaikuttaa siltä että luokan IA PI3K kinaasien herkkä ja toimiva fysiologinen ON OFF- mekanismi on essentielli laaja-alaisesti solumetaboliassa.
KUVA Kirjassa Christian Rommel, Bart Vanhaesebroeck, Peter K.Vogt. Vol 1. Sivu 229. Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease . Kuvan alla on teksti: Model for regulation of class IA PI3K activation, from X-ray structures( Miled et al. 2007).

PIP3 molekyyli toimii ankkurina PH-domaanin ( Pleckstrin homology-domain) sisältäville proteiineille.

Tällaisia proteiineja ovat mm seriini/threoniinikinaasit AKT1, AKT2 ja AKT3, jotka sijoituttuaan membraaniin saavat aktivaationsa PDK1 entsyymiltä.

Tämä PDK1 entsyymi on 3-fosfoinositidistä riippuvainen proteiinikinaasi.

AKT aktivaattori omaa sitten useita proteiinikohteita, ja niihin kuuluvat mTor, Bad, caspase 9, tuberin. GSK3 beeta sekä alasetti replikaatiohaarukan transkriptiotekijöistä.

AKT aktivaation biologiset seuraamukset ovat laaja-alaisia ja voidaan tehdä alajako solun proliferaation , elossapysymisen ja motiliteetin säätelyyn. ( 2001, 2002)

Kirjastokäynti. Kirjoja PI3K entsyymistä

Tänään havaitsin, että PI3K on oikein kirjana, kahtena volyymina.

Christian Rommel, Bart Vanhaesebroeck, Peter K.Vogt toimittivat kirjan nimeltä Phosphoinositide 3-kinase in Health and Disease .
Yläotsikkona aihepiirille Current Topics in Microbiology and Immunology.
Kirjan on kustantanut Springer Heidelberg Dordrecht London New York
Verlag: Springer Berlin Heidelberg 2010
ISBN: 978-3-642- 13663-4
Volyme 1

Ensimmäinen volyymi käsittelee seuraavat aihepiirit:
Johdanto
PDK1: The major transducer of PI3-Kinase acction
Protein Kinase B (PKB/Akt) a key mediator of the PI3K signaling pathways
PI3K in lymphocyte signaling and development
The regulation of class IA PI3 kinase by inter-subunit interactions
Phosphoinositide signalling pathways in metabolic regulation
Role of RAS in the regeneration of PI3-Kinase
More than just kinases: The scaffolding function of PI3K
PI3K signaling in neutrophils
PI3 kinase p110 beta regulation of platelet integrin alfa IIb beta3
Regulatory subunits of class IA PI3K
The neurodevelopmental implication of PI3K signaling
PI3K regulation of skeletal muscle hypertrophy and atrophy
Taking PI3K delta and PI3K gamma one step ahead: dual active PI3K delta/gamma inhibitors for the treatment of immuno-mediated inflammatory diseases.

Toinen volyymi on ISBN numeroltaan 978-3- 642-14814-6
Sen sisältö on seuraava:
PI3K: From the bench to the clinic and back
Oncogenic mutations of PI3KCA in human cancers
Structural effects of oncogenic PI3K mutations
Comparing the roles of the p110 beta isoforms of PI3K in signaling and cancer
Phosphatidylinositol 3-kinase: The oncoprotein
AKT signaling in physiology and disease
Faithful modeling of PTEN loss driven diseases in the mouse
PI3K as a target for therapy in haematological malignancies
Clinical development in phosphatidylinositol-3 kinase pathway inhibitors
From the bench to the bedside: PI3K pathwway inhibitors in clinical development
New inhibitorsof the PI3K-Akt-mTOR pathway: insights into mTOR signaling from a new generation of Tor kinase domain inhibitors
Small molecule inhibitors of the PI3-kinase family
Targeting the RTK-PI3K-mTOR axis in malignant disease: overcoming resistance

Näitten tietojen perusteella voin päivittää blogiani ja täydentää jo blogiin kirjoittamiani asioita tästä entsyymistä .

PIP2 fosfataasi, PI( 3,4)P2-fosfataasi vähentaa neuronaalista glutamaattitoksisuutta

PIP2 fosfataasi nimeltään INPP4A vaimentaa neuronituhoa.
LÄHDE:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20463662

Nature. 2010 May 27;465(7297):497-501. Epub 2010 May 12. The PtdIns(3,4)P(2) phosphatase INPP4A is a suppressor of excitotoxic neuronal death.

Sasaki J, Kofuji S, Itoh R, Momiyama T, Takayama K, Murakami H, Chida S, Tsuya Y, Takasuga S, Eguchi S, Asanuma K, Horie Y, Miura K, Davies EM, Mitchell C, Yamazaki M, Hirai H, Takenawa T, Suzuki A, Sasaki T.

Department of Medical Biology, Akita University Graduate School of Medicine, Akita 010-8543, Japan. sasakij@med.akita-u.ac.jp

 (Suomennosta abstraktista 

• FOSFATIDYYLI-INOSITOLIN  fosforyloituneet johdannaiset, joita yhteisnimellä kutsutaan FOSFOINOSITIDEIKSI (PI),("lipositoleiksi") ilmenevät solulipidikaksoiskalvojen sytoplasmisella kalvolehdykällä ja ne säätelevät kalvorakkuloitten kuljetusta, solun tukirangan uudelleenorganisoitumista ja signaalien johtumista.   Äskettäisten tutkimusten mukaan on FOSFOINOSITIDIEN (lipositolien) aineenvaihdunnalla tärkeä osuutensa eri tautien etiologiassa kuten syövässä, diabeteksessa, myopatioissa ja tulehduksessa.
•  PIP3- molekyylin fosfataasin,  (PI(3,4,5)P3)- fosfataasin,  biologiset funktiot ovatkin hyvin luonnehdittuja. Sen sijaan PIP2 molekyyliä (PI(3,4) P2) säätävästä fosfataasista on vain vähän tietoa. 
•  Tässä otsikon tutkimuksessaon osoitettu että inositolipolyfosfaattifosfataasi 4A, (INPP4A) vaimentaa keskushermostossa glutamaattiaminohapon excitotoksisuutta.

 INPP4A on fosfatidyyliinositoli(3,4) P2 molekyylin fosfataasi.
Phosphorylated derivatives of phosphatidylinositol, collectively referred to as phosphoinositides, occur in the cytoplasmic leaflet of cellular membranes and regulate activities such as vesicle transport, cytoskeletal reorganization and signal transduction.
Recent studies have indicated an important role for phosphoinositide metabolism in the aetiology of diseases such as cancer, diabetes, myopathy and inflammation.
Although the biological functions of the phosphatases that regulate phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate (PtdIns(3,4,5)P(3)) have been well characterized, little is known about the functions of the phosphatases regulating the closely related molecule phosphatidylinositol-3,4-bisphosphate (PtdIns(3,4)P(2)).
Here we show that inositol polyphosphate phosphatase 4A (INPP4A), a PtdIns(3,4)P(2) phosphatase, is a suppressor of glutamate excitotoxicity in the central nervous system.

•  ELÄINKOKEESTA

Jos tämän Inpp4a entsyymigeenin suhteen tehdään hiiri poistogeeniseksi(-/-) , hiiressä ilmenee neurodegeneraatiota striatumalueessa, basaaliganglioiden INPUT- impulssitumakkeessa, jolla on motoriikassa ja kognitiossa keskeinen osuus.        
Tällaisessa Inpp4a(-/-) poistogeenisessa hiiressä nähdään vakava-asteisia tahattomia liikehäiriöitä.
In vitro-tutkimukset osoittavat, että Inpp4a-geenin hiljentäminen tekee viljellyt striatumneuronit vaurioherkiksi ja tuhoutuviksi sellaisesta toksisesta vaikutuksesta, mikä välittyy NMDA-tyyppisen glutamaattireseptorin kautta (NMDAR).
 Entsyymiä INPP4A on havaittavissa postsynaptisissa tihentymissä ja se säätelee synaptisen NMDAreseptorin lokalisaatiota ja NMDAR välitteistä excitatorista postsynaptista impulssivirtaa ( stimuloivaa impulssivirtaa).
 Täten INPP4A entsyymi suojaa neuronia excitotoksiselta neuronituholta ja ylläpitää aivoissa funktionaalista integriteettiä.
Tutkijat osoittavat, että mainitun tyyppinen PIP2 ja PIP3 sekä niiden fosfataasit omaavat selvästi toisistaan erottuvia (modulaarisia)  tehtäviä ja suovat oivallusta PIP2 aineenvaihdunnan fysiologisen merkityksen ja ainutlaatuisten piirteitten ymmärtämiseen.  
INPP4A edustaa tiettävästi ensimmäistä signaloivaa proteiinia, jolla on funktiota neuronin excitotoksisen ( glutamaatin myrkkyvaikutuksesta johtuvan) tuhoutumisen vaimentajana.
Uusi lähestymistapa neurodegeneratiivisten tautien terapian kehittelyyn on täten saatu, kun on keksitty suora linkki PIP2 metabolian ja neurodegeneraation ja tahattoman motoriikan kesken.
( Tässä mainittu PIP2 muoto on siis PI(3,4)P2.

( Kommenttini:
 Tämä on huomionarvoinen seikka, koska useimmat  kroonisilla potilailla   käytetyt (varsinkin  vanhanaikaiset)   neuroleptit   ovat näiden signaalimodulien kannalta   kartoittamattomia ja ovat jättäneet jälkeensä irreversibelejä  vaikutuksia, sekundääristä parkinsonimisa ym, jotka osin  viittaavat silminhavaittavista oireista päätellen  extrapyramidaalisiin vaurioalueisiin,  ja alueet joita ei silmin voida havaita,  ovat tietysti vielä tuntemattomampia vaurioalueita- varsinaista normaalia aivofysiologiaa, joka näillä suurilla ihmisjoukoilla oli ennen neuroleptejä,   ei niiden pitkäaikaiskäytön jälkeen ole palautettavissa edes  arvioitavaksi teoreettisesti. Lisäksi  luuydintoksisuuskin  on vaikuttava asia.
Ennen vanhaan suurin osa neurolepteistä olivat vaikutusmekanismiltaan tuntemattomia. Mitattiin lähinnä vain lokomotorisesti tai  muun aktiviteetin suhteen rauhoittava vaikutus. Ajatussisältöähän  ei voi mitata, ei kukaan voi nähdä  ihmisen ajatuksia,  mutta kognitiivisiä testejä voi tehdä ja niitä on nykyään mittareina.
  Toisaalta vasta vuoden 2000 jälkeen on pystytty  tarkemmin presisoimaan mitä tapahtuu harmaan  aivokudoksen  fosfoinositidien aineenvaihdunnassa. Molekyyli inositolifosfaatti  on ollut vaikea tutkia. Vain maailman korkeimmalla huipputekniikalla siitä saa jotakin  selvää. Toinen seikka on siten : jos inostiolialan modulit entsyymit ja siganaalijärjestlmät   toimivat normaalisti, mitä sairaustiloja jää jäljelle ihmiseen, mitkä voat riipumattomia inositolimodulien  alueesta? Harva ravintoperäinen  tekijä on niin sokeassa pisteessa kuin inositoli ja fytiini).


Targeted disruption of the Inpp4a gene in mice leads to neurodegeneration in the striatum, the input nucleus of the basal ganglia that has a central role in motor and cognitive behaviours.
Notably, Inpp4a(-/-) mice show severe involuntary movement disorders.
In vitro, Inpp4a gene silencing via short hairpin RNA renders cultured primary striatal neurons vulnerable to cell death mediated by N-methyl-d-aspartate-type glutamate receptors (NMDARs).
Mechanistically, INPP4A is found at the postsynaptic density and regulates synaptic NMDAR localization and NMDAR-mediated excitatory postsynaptic current.
Thus, INPP4A protects neurons from excitotoxic cell death and thereby maintains the functional integrity of the brain.
Our study demonstrates that PtdIns(3,4)P(2), PtdIns(3,4,5)P(3) and the phosphatases acting on them can have distinct regulatory roles, and provides insight into the unique aspects and physiological significance of PtdIns(3,4)P(2) metabolism.
The discovery of a direct link between PtdIns(3,4)P(2) metabolism and the regulation of neurodegeneration and involuntary movements may aid the development of new approaches for the treatment of neurodegenerative disorders.

PMID:

20463662

[PubMed - indexed for MEDLINE]

NO alentaa inositolifosfaattien syntyä aivolisäkkeen etuosassa

Tässä otsikossa kerrotaan, että aivolisäkkeen etuosassa ( anteriorisessa hypothalamuksessa) angiotensiini II ja tyrotropiinia vapauttava hormoni stimuloivat esiin inositolifosfaattien tuotantoa. Tähän tuotantoon taas vaikuttaa typpioksidijärjestelmän signaaliaine NO tuotantoa alentavasti.

Eur J Endocrinol. 2003 Jan;148(1):89-97. Nitric oxide decreases the production of inositol phosphates stimulated by angiotensin II and thyrotropin-releasing hormone in anterior pituitary cells.

Velardez MO, Benitez AH, Cabilla JP, Bodo CC, Duvilanski BH.

Source

Centro de Investigaciones en Reproduccion, Facultad de Medicina, Universidad de Buenos Aires, Paraguay 2155, Piso 10, Buenos Aires C1121ABG, Argentina.

Abstract (suomennosta)

OBJECTIVE:

Nitric oxide (NO) affects the synthesis of several second messengers, such as cyclic nucleotides, arachidonic acid metabolites and the intracellular calcium concentration, involved in the anterior pituitary hormone release. The present study was performed to investigate the effect of NO on phosphoinositide metabolism.

Typpioksidi(NO) vaikuttaa useitten toisiolähettien synteesiin, esim syklisten nukleotidien (cATP ym) ja arakidonihappometaboliittien synteesiin ja solunsisäiseen kalsiumin pitoisuuteen, mitkä osallistuvat aivolisäkkeen etulohkon hormonien vapautumiseen. Tämä tutkimus keskittyi nyt typpioksidin vaikutuksiin fosfoinositidin ( lipositolin, PI) aineenvaihdunnassa

METHODS:

The synthesis of inositol phosphates (IPs) was studied in primary cultures of anterior pituitary cells from Wistar male rats. IPs (mono, bis and tris phosphates) were determined by ionic exchange chromatography.

Tutkittiin IMP, IP2, IP3 inositolifosfaattimuotoa.

RESULTS:

Sodium nitroprusside and DETA NONOate (DETA/NO) significantly decreased IP synthesis and prolactin release stimulated by angiotensin II (AngII) and thyrotropin-releasing hormone (TRH). These effects were not observed with decayed DETA NONOate (unable to release NO). LY-83583, a guanylyl cyclase inhibitor, completely reversed the inhibitory effect of DETA/NO on AngII-induced IP production. However, BAY 41-2272, a novel stimulator of the soluble guanylyl cyclase, did not mimic the effect of NO donors. Likewise, neither 8-Bromine-cyclic GMP (8-Br-cGMP), an analog of cGMP, nor Sp-8-pCPT-cGMPS triethylamine, a cGMP-dependent protein kinase (PKG) stimulator, decreased IP synthesis stimulated by AngII. In addition, Rp-8-pCPT-cGMPS triethylamine, a PKG inhibitor, did not block the effect of NO. The decrease of IPs induced by DETA/NO was fully reversed by guanosine 5'-O-(3-thiotriphosphate) tetralithium salt, a non-hydrolyzable analog of GTP.

CONCLUSIONS:

The present work indicated that NO decreases IP synthesis stimulated by Ang II and TRH in anterior pituitary cells by a soluble guanylyl cyclase/cGMP/PKG-independent pathway, and suggested that NO affects some regulatory factor located between the plasma membrane receptor and G-protein.

Havaittiin, että typpioksidin NO vaikuttama ( Ang II ja TRH tekijöitten stimuloima) IP synteesin vähenemä aivolohkon etulohkossa tapahtui sellaista aineenvaihdunnallista tietä, mikä oli riippumaton sGC(cGMP(PKG-tiestä. Niinpä arvellaan että NO vaikuttaa johonkin säätelytekijään, joka sijaitsee plasmakalvoreseptorin ja G-proteiinin välissä.

PMID:

12534362

[PubMed - indexed for MEDLINE]

Free full text

Inositolipyrofosfaatit ovat metabolisessa turn over tapahtumassa lähettiaineita

Di-fosfo-inositolipolyfosfaatit mahdollisia aineenvaihdunnallisia välittäjäaineita . Nämä ovat toiselta nimeltä inositolipyrofosfaatteja.

Mol Pharmacol. 2009 Aug;76(2):236-52. Epub 2009 May 13. Diphosphoinositol polyphosphates: metabolic messengers?

Shears SB.

Source

Inositide Signaling Group, National Institute of Environmental Health Sciences, NIH, DHHS, Research Triangle Park, NC 27709, USA. shears@niehs.nih.gov

Abstract (suomennosta)

• The diphosphoinositol polyphosphates ("inositol pyrophosphates") are a specialized subgroup of the inositol phosphate signaling family.

Inositolifosfaattien signaaliperheen erikoistunut alaryhmä on inositolipyrofosfaatit, difosfoinositoli-polyfosfaatit.

• This review proposes that many of the current data concerning the metabolic turnover and biological effects of the diphosphoinositol polyphosphates are linked by a common theme: these polyphosphates act as metabolic messengers.

Katsauksessa tehdään oletus, että moni nykytieto inositolipyrofosfaattien aineenvaihdunnallisesta vaihtuvuudesta ja biologisista vaikutuksista linkkiytyy yleisteemaan: nämä polyfosfaatit toimivat metabolisina välittäjäaineina.

• This review will also discuss the latest proposals concerning possible molecular mechanisms of action of this intriguing class of molecules.

Viimeisimpiä oletuksia näiden kiinnostavien molekyylien mahdollisista molekulaarisista mekanismeista käsitellään myös

PMID:

19439500

[PubMed - indexed for MEDLINE]

PMCID: PMC2713120

Free PMC Article

Ihmisen IP6 /IP7K olemassa

J Biol Chem. 2007 Oct 19;282(42):30754-62. Epub 2007 Aug 9. Cloning and characterization of two human VIP1-like inositol hexakisphosphate and diphosphoinositol pentakisphosphate kinases.

Fridy PC, Otto JC, Dollins DE, York JD.

Source

Department of Pharmacology, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina, 27710, USA.

Abstract

Eukaryotes possess numerous inositol phosphate (IP) and diphosphoinositol phosphate (PP-IPs or inositol pyrophosphates) species that act as chemical codes important for intracellular signaling pathways. Production of IP and PP-IP molecules occurs through several classes of evolutionarily conserved inositol phosphate kinases. Here we report the characterization of a human inositol hexakisphosphate (IP6) and diphosphoinositol pentakisphosphate (PP-IP5 or IP7) kinase with similarity to the yeast enzyme Vip1, a recently identified IP6/IP7 kinase (Mulugu, S., Bai, W., Fridy, P. C., Bastidas, R. J., Otto, J. C., Dollins, D. E., Haystead, T. A., Ribeiro, A. A., and York, J. D. (2007) Science 316, 106-109). Recombinant human VIP1 exhibits in vitro IP6 and IP7 kinase activities and restores IP7 synthesis when expressed in mutant yeast. Expression of human VIP1 in HEK293T cells engineered to produce high levels of IP7 results in dramatic increases in bisdiphosphoinositol tetrakisphosphate (PP2-IP4 or IP8).

Northern blot analysis indicates that human VIP1 is expressed in a variety of tissues and is enriched in skeletal muscle, heart, and brain.

Ihmisen VIP1 entsyymiä (= human inositol hexakisphosphate (IP6) and diphosphoinositol pentakisphosphate (PP-IP5 or IP7) kinase) esiintyy useissa kudoksissa ja sitä on rikastuneena tahdonalaisissa lihaksissa, sydämessä ja aivoissa.

The subcellular distribution of tagged human VIP1 is indicative of a cytoplasmic non-membrane localization pattern.

We also characterized human and mouse VIP2, an additional gene product with nearly 90% similarity to VIP1 in the kinase domain, and observed both IP6 and IP7 kinase activities. Our data demonstrate that human VIP1 and VIP2 function as IP6 and IP7 kinases that act along with the IP6K/Kcs1-class of kinases to convert IP6 to IP8 in mammalian cells, a process that has been found to occur in response to various stimuli and signaling events.

Ihmisen VIP2 entsyymi omaa IP6 ja IP7 kinaasiaktiivisuuden ja voi muuttaa inositolifosfaattia IP6 ( fytiiniä) IP8 muotoon.

PMID:

17690096

[PubMed - indexed for MEDLINE]

Free full text

Kasvien IP6-kinaasigeeniä etsitään

BMC Proc. 2011 May 28;5 Suppl 2:S1.

IP6K gene identification in plant genomes by tag searching.

Fassetti F, Leone O, Palopoli L, Rombo SE, Saiardi A.

Source

DEIS, Università della Calabria, Via Pietro Bucci 41C Rende (CS) Italy. simona.rombo@deis.unical.it.

Abstract

BACKGROUND:

Plants have played a special role in inositol polyphosphate (IP) research since in plant seeds was discovered the first IP, the fully phosphorylated inositol ring of phytic acid (IP6). It is now known that phytic acid is further metabolized by the IP6 Kinases (IP6Ks) to generate IP containing pyro-phosphate moiety. The IP6K are evolutionary conserved enzymes identified in several mammalian, fungi and amoebae species. Although IP6K has not yet been identified in plant chromosomes, there are many clues suggesting its presences in vegetal cells.

RESULTS:

In this paper we propose a new approach to search for the plant IP6K gene, that lead to the identification in plant genome of a nucleotide sequence corresponding to a specific tag of the IP6K family. Such a tag has been found in all IP6K genes identified up to now, as well as in all genes belonging to the Inositol Polyphosphate Kinases superfamily (IPK). The tag sequence corresponds to the inositol-binding site of the enzyme, and it can be considered as characterizing all IPK genes. To this aim we applied a technique based on motif discovery. We exploited DLSME, a software recently proposed, which allows for the motif structure to be only partially specified by the user. First we applied the new method on mitochondrial DNA (mtDNA) of plants, where such a gene could have been nested, possibly encrypted and hidden by virtue of the editing and/or trans-splicing processes. Then we looked for the gene in nuclear genome of two model plants, Arabidopsis thaliana and Oryza sativa.

CONCLUSIONS:

The analysis we conducted in plant mitochondria provided the negative, though we argue relevant, result that IP6K does not actually occur in vegetable mtDNA. Very interestingly, the tag search in nuclear genomes lead us to identify a promising sequence in chromosome 5 of Oryza sativa. Further analyses are in course to confirm that this sequence actually corresponds to IP6K mammalian gene.

PMID:

21554757

[PubMed]

PMCID: PMC3090757

Free PMC Article

Fytiini riisissa Oryza sativa sijoittuu lese-osaan

Kysymyksen asettelu
Kun on GFD eliminaatiodieetillä koko iän, joutuu käyttämään mm riisiä, maissia ym gluteenittomia viljoja, joiden fytiini ym ravinnepitoisuus eroaa gluteeniviljojen ravinnepitoisuudesta. Tämä voi aiheuttaa supplementin tarvetta, mutta ensin on tiedettävä paljonko eri ravinteita perustava eliminaatiodieetin vilja antaa.

RIISIN analyysistä

Rapid Commun Mass Spectrom. 2010 Sep;24(18):2723-9.Application of imaging mass spectrometry for the analysis of Oryza sativa rice.

Zaima N, Goto-Inoue N, Hayasaka T, Setou M.

Source

Department of Molecular Anatomy, Hamamatsu University School of Medicine, 1-20-1 Handayama, Higashi-ku, Hamamatsu, Shizuoka 431-3192, Japan. zaima@hama-med.ac.jp

Abstract

Rice is one of the most important food crops in the world and new varieties have been bred for specific purposes, such as the development of drought-resistance, or the enrichment of functional food factors.

Riisi kuuluu maailman tärkeimpiin viljoihin ja uusia laatuja on kehitelty spesifisiin tarkoituksiin, kuten kuivuuden kestävää lajia tai funktionaalisista ravinteista rikastuneita lajeja.

The localization and composition of metabolites in such new varieties must be investigated because all artificial interventions are expected to change the metabolites of rice.

Tämän takia on selvitettävä näissä uusissa laaduissa esiintyvien metaboliittien koostuma ja sijoittuma, koska kaikki keinotekoinen interventio odotettavastikin muuttaa riisin metaboliitteja.

Imaging mass spectrometry using matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI-IMS) is a suitable tool for investigating the localization and composition of metabolites; however, suitable methodologies for the MALDI-IMS analysis of rice have not yet been established.

( Metodologiasta maininta)

In this study, we optimized the methods for analyzing rice grains by MALDI-IMS using adhesive film and found the characteristic distribution of metabolites in rice.

Tässä tutkimuksessa havaittiin luonteenomaista riisimetaboliittien sijoittumaa.

Lysophosphatidylcholine (LPC) was localized in the endosperm.

LYSOFOSFATIDYYLIKOLIINI eli lysolesitiini sijoitautui endospermaan.

Phosphatidylcholine (PC), gamma-oryzanol and phytic acid were localized in the bran (germ and seed coat), and alpha-tocopherol was distributed in the germ (especially in the scutellum).

LESITIINI, gamma-oryzanoli ja fytiini sijoittuivat leseeseen, lese-osaan.

In addition, MALDI-IMS revealed the LPC and PC composition of the rice samples.

Lysolesitiinin ja lesitiinin tarkempaa koostumustakin selvitettiin rasvahappojen osuudelta.

The LPC composition, LYSOLESITIINI monoasyylikoostumuksesta

LPC (1-acyl 16:0), palmitiinihappo

LPC (1-acyl 18:2), linolihappo

LPC (1-acyl 18:1) öljyhappo

and LPC (1-acyl 18:0), steariinihappo

was 59.4 +/- 4.5%, 19.6 +/- 2.5%, 14.2 +/- 4.5% and 6.8 +/- 1.4%.

The PC composition, LESITIININ diasyylikoostumuksesta

PC (diacyl 16:0/18:2), palmitiinihappo ja linoleenihappo

PC (diacyl 16:0/18:1), palmitiinihappo ja öljyhappo

PC (diacyl 18:1/18:3), öljyhappo ja alfalinoleenihappo

PC (diacyl 18:1/18:2) öljyhappo ja linolihappo

and PC (diacyl 18:1/18:2),

was 19.6 +/- 1.0%, 21.0 +/- 1.0%, 15.0 +/- 1.4%, 26.7 +/- 0.7% and 17.8 +/- 1.9%. This approach can be applied to the assessment of metabolites not only in rice, but also in other foods for which the preparation of sections is a challenging task.

2010 John Wiley & Sons, Ltd.

PMID:

20814978

[PubMed - indexed for MEDLINE]

KOMMENTTINI: Kuoritussa riisissä tuskin saa fytiiniä, koska se asettuu leseosaan.

Fytiini ja polyaminit, niiden keskinen tasapaino

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21647508

Metallomics. 2011 Jul 1;3(7):735-43. Epub 2011 Jun 7.
Equilibrium study on the interaction of phytic acid with polyamines and metal ions.

Odani A, Jastrzab R, Lomozik L.

Source

Faculty of Pharmaceutical Sciences, Institute of Medical, Pharmaceutical and Health Sciences, Kanazawa University, Japan.

Abstract

Interaction of phytic acid (myo-inositolhexakisphosphoric acid, IP) and polyamines (A = en, tn, Put, dien, 2,3-tri, 3,3-tri, Spd, 3,3,3-tet, spermine(Spm)) have been studied

by potentiometric and (31)P-NMR techniques. The non-covalent interactions have led to the formation of stable molecular complexes of (IP)H(n)(A) type at the 1 : 1 molar ratio of the ligands, but of different numbers of protons.

Fytiinin ( myoinositolihexa-cis-fosforihapon) ja polyaminien keskeistä non-kovalenttia interaktiota on tutkittu ja siinä muodostuu stabiilia molekulaarista kompleksia (IP)H(n)(A) tyyppiä ligandien molaarisella suhteella 1:1, mutta protoniluku vaihtelee.

The IP protonation constants, stability constants of the molecular complexes and metal (Mg(2+)) complexes have been determined.

Tutkijat ovat määritelleet fytiinin protonaatiovakioita, molekulaarisen kompleksin stabiliteettivakioita Magnesium++kompleksien vakioita.

The structural and pH dependences of stability constants showed the interactions between IP and A have the acid-base character determining their effectiveness, although the IP structure (5ax1eq, 5eq1ax) in molecular complexes should be also taken into account.

Stabiliteettivakioiden riippuvuus rakenteesta ja pH:sta osoittivat, että fytiinin ja polyaminin kesken vallitsee happo-emäs luonteinen suhde, mikä määrää niiden tehokkuutta, vaikka tulee ottaa huomioon myös IP rakenne, onko se tyyppiä 5aksiaalinen1 ekvatoriaalinen tai 5ekvatoriaalinen1aksiaalinen inositolirenkaan sivuryhmien asettumiselta.

(31)P NMR study showed in the presence of Spm (31)P highfield shifts and high pH shift of signal broadening due to chemical exchange between 5ax1eq and 5eq1ax. The preferable binding of Spm to IP over Mg(2+) in neutral pH indicated the importance of polyamine as a stabilizer of phosphate compounds.

Spm-polyaminin suositumpi sitoutuminen fytiiniin ennen magnesiumia (Mg++) neutraalissa pH-miljöössä viittaa siihen, että polyamini toimisi fosfaattiyhdisteen stabiloijana.

PMID:

21647508

[PubMed - in process]

Fytiini ja Agranoffin kilpikonna

https://picasaweb.google.com/lea.bright/PhytinIP6AndTheAgranoffsTurtleAndTheTurtle#

Inositolifosfaatin aineenvaihduntaa

http://de.wikibooks.org/wiki/Biochemie_und_Pathobiochemie:_Inositolphosphat-Stoffwechsel

Ihmisessä:
http://www.genome.jp/dbget-bin/get_pathway?org_name=hsa&mapno=00562

PTEN geeni. PTEN

LÄHDE: Rommel C, Vanhaesebroeck B, Vogt P K. PI3K in health and Disease. Vol.2.2010

PTEN proteiinista mainintaa sivulla 57:

As a signal attenuating mechanism, the reverse dephosphorylation reaction converting PIP3 to PI-4,5-P2, is catalyzed by the phosphatase PTEN ( phosphatase and tensin homologue), a tumor suppressor protein.

Sivulla 64 mainitaan kaksi fosfataasia:

Ainakin kaksi eri fosfataasityyppiä voi vaikuttaa että PI3K signalointi sammuu, kun PIP3 defosforyloituu PIP2 muotoon

PI3K signalointi vähenee kun PIP3 defosforyloituu PIP2 muotoon joko Src-2 homologiaa (SH2) sisältävällä fosfataasilla SHIP tai mainitulla lipidifosfataasilla PTEN.

Nämä kaksi fosfataasiluokkaa eroavat siinä, mitä inositolirenkaan fosfaattiryhmää ne pystyvät irrottamaan.

SHIP1 ja SHIP2 defosforyloivat 5´-asemassa olevan fosfaatin PIP3 molekyylistä, jolloin muodostuu PI-3,4-P2 molekyyliä.
Mutta PTEN defosforyloi 3´-asemassa olevan fosfaattiryhmän, jolloin syntyy PI-4,5-P2 molekyyliä Se taas toimii PI3K entyymille substraattina.

Sivulla 66 kerrotaan, että
useimmin epäsäätöön joutunut komponentti PI3K entsyymin downstream-signalointi tiessä on tämä tuumorisuppressori PTEN. Se voi olla inaktivoitunut pistemutaatiosta tai deletoitunut syövässä.

Jos solu menettää tätä PTEN funktiota, seuraa konstitutiivinen PI3K akselin aktivoituminen, koska nyt on poissa yksi päätekijä signaalitien vaimentajien joukosta.

Tilannetta vielä pahentaisi jos olisi tapahtunut PTEN- menetyksen lisäksi aktivoivia mutaatioita RTK ( reseptori tyrosiinikinaasi) entsyymissä tai sen p110 alfassa alayksikössä

Sivulla 106 mainitaan, että
normaalisti on PIP3 steady-state hyvin tiukasti kontrolloitu solussa johtuen siitä kombinaatioefektistä, mikä seuraa tiukkaa PI3K entsyymisäätöä ja usean PIP3 fosfataasin toimintaa (PTEN, SHIP1, SHIP2).

Sivulla 109 mainitaan,
että PTEN (lipidifosfataasi) rajoittaa AKT aktivaatiota suoraan
kilpailemalla saatavilla olevasta PIP3 molekyylistä solukalvossa.

Sivuilla 111-114 kerrotaan
AKT signaloinnin negatiivisesta säädöstä. AKT aktivaatiosta tiedetään paljon, mutta aktivaation vasta-vaikuttajista vähemmän.
Yleisesti mainitaan että PI3K/AKT signalointia inaktivoi suoraan PTEN , tuumorissuppressiotekijä.

PTEN toimii siis lipidifosfataasina muutamalla 3´-fosforyloituneita fosfoinositidejä 3´-fosforyloitumattomaan muotoon. Kuitenkaan ei ole ratkaistu vielä tarkkaa mekanismia, millä PTEN inaktivoituu, kun PI3K signalointi alkaa.

SHIP inositoli 5´fosfataasit hydrolysoivat PI-3,4,5-P3 ja konvertoivat sen PI-3,4-P2 muotoon ja SHIP voi myöskin säädellä negatiivisesti AKT aktiivisuutta.
SHIP1 esiintyy hematopoieettisissa soluissa. SHIP2 nonhematopoieettisissa soluissa. Jos SHIP1 puuttuu, AKT aktivaatio on pitkä ja seuraa kasvutekijän stimuloituminen.

PTEN ja SHIP1/2 fosfataasien suhteelliset osuudet PIP3-tasojen säätelyssä ja AKT aktivaatiossa voivat olla kudos-ja solutyypppisiä.

Sivu 120,
Apoptoosissa ja senescenssissä
Akuutti PTEN tekijän inaktivaatio indusoi kasvutekijän pysähtymän (arrest) AKT välitteisen ja p53:sta riippuvan senescenssi tien kautta.

Sivu 123-125
Inaktivoivista PTEN mutaatioista. Useissa ihmissyövissä on PTEN deleetio ja muita inaktivoivia mutaatioita.
PTEN funktio voi kadota myös transkriptionaalisella hiljennyksellä tai proteiinistabiliteetilla.
Somaattisia mutaatioita ja bialleelisia deleetioita PTEN geenissä esiintyy tavallisesti vakavassa glioblastoomassa, prostatasyövässä ja endometriumsyövässä.
Jos PTEN menetetään, tapahtuu vahva AKT aktivaatio.
Sivulla 124:

Jos PTEN menetetään, myös AKT-sta riippumattomia onkogeeniteitä voi aktivoitua (SGK, JNK, BTK, BMX).
Heterpzygoottisella PTEN+/- koehiirellä kehittyy varhais-iässä lukuisia eri tuumoreita.
Jos tällainen risteytetään AKT1-puutteisen hiiren kanssa, tuumorien esiintyvyys vähenee huomattavasti; tehokkain tuumorininhibitio esiintyy useissa kudostyypeissä, kuten prostata, endometrium ja ohutsuoli. ( Havaittu 2006)

• Wikipediatieto suomeksi:
  

PTEN (engl. Phosphatase and Tensin homolog, suom. fosfataasi- ja tensiinihomologi) on ihmisen geeni, joka kuuluu kasvunrajoitegeeneihin. Se sijaitsee kromosomissa 10q23.3. Geeniä vastaava PTEN-proteiinia on olemassa lähes kaikissa ihmiskehon kudoksissa. Geenin tuote toimii fosfataasientsyymeihin kuuluvana fosfodiesteraasina.

PTEN-geenin mutaatioita ja deleetioita on havaittu useissa syöpäkasvaimissa, esimerkiksi glioblastoomassa, eturauhassyövässä ja rintasyövässä. Geenin inaktivaatio johtaa lisääntyneeseen soluproliferaatioon ja vähentyneeseen solukuolemaan. Mutaatio PTEN-geenissä lisää alttiutta sairastua harvinaiseen Cowdenin oireyhtymään.(hereditary cancer predisposition)

• Wikipediatietoo saksaksi:

Die Phosphatase PTEN (Phosphatase and Tensin homolog) ist ein multifunktionelles Enzym in Eukaryoten. Es katalysiert die Hydrolyse von verschiedenen Phosphorsäureestern (Phospholipide und Phosphoproteine). Insbesondere sind die signalübertragenden Moleküle PIP₃, PIP₂, PIP₁, Ins(1,3,4,5)P₄ und AKT1 Substrate der PTEN. Durch diese Eingriffe in körperliche Signalwege ist PTEN ein Teil der Signaltransduktion.

Im normalen Zellzustand wird die Aktivität der Phosphatase PTEN durch TGF-β unterdrückt. Dadurch wird der Zelltod verhindert.

Ununterdrückt agiert PTEN durch Einleitung des Zelltods als Tumorsuppressor.

Mutationen am PTEN-Gen und damit Defekte am PTEN-Enzym können durch unkontrollierte Zellvermehrung eine Vielzahl von Tumoren begünstigen und Krankheiten auslösen.^[2][3]

Inhaltsverzeichnis 1 Funktion 2 Pathologie 3 Einzelnachweise 4 Weblinks

Funktion

Aktiviertes PTEN unterbricht durch Dephosphorylierung von Phosphatidylinositolphosphaten den PI3K-AKT/PKB-Signalweg. Es hemmt die Phosphorylierung von Shc und unterbricht den MAP-Kinase-Signalweg. Es dephosphoryliert FAK und unterbricht damit weitere Signalwege, mit dem Ergebnis, dass Zellmigration und Zellteilung verhindert werden.^[4]

Pathologie

Die durch Defekte an PTEN verursachten seltenen Erbkrankheiten sind das Cowden-Syndrom, das Lhermitte-Duclos-Syndrom, das Ruvalcaba-Myhre-Smith-Syndrom, das Proteus-Syndrom und familiäres Oligodendrogliom. Tumore wie Endometriumkarzinom und Prostatakarzinom werden begünstigt.

• JOS PTEN GEENI PUUTTUU: PTEN on tärkeä aivojen kehitykselle.
  
• LÄHDE: Genes Dev. 2009 Jul 15;23(14):1619-24.Cell type specificity of PI3K signaling in Pdk1- and Pten-deficient brains.

Chalhoub N, Zhu G, Zhu X, Baker SJ.

Department of Developmental Neurobiology, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, Tennessee 38105, USA.

Abstract

Loss of PTEN causes unregulated activation of downstream components of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) signaling, including PDK1, and disrupts normal nervous system development and homeostasis. We tested the contribution of Pdk1 to the abnormalities induced by Pten deletion in the brain. Conditional deletion of Pdk1 caused microcephaly. Combined deletion of Pdk1 and Pten rescued hypertrophy, but not migration defects of Pten-deficient neurons. Pdk1 inactivation induced strikingly different effects on the regulation of phosphorylated Akt in glia versus neurons. Our results show Pdk1-dependent and Pdk1-independent abnormalities in Pten-deficient brains, and demonstrate cell type specific differences in feedback regulation of the ubiquitous PI3K pathway.

PMID:

19605683

[PubMed - indexed for MEDLINE]

PMCID: PMC2714713

Free PMC Article

Päivitys 2011-09-08

PubMed haku: PIK3CD

Results: 1 to 20 of 68

1.

p110δ mutant mice reveal central role for PI3K signaling in intestinal macrophages.

Brown JB, Barrett TA.

Gastroenterology. 2010 Nov;139(5):1451-3. Epub 2010 Sep 25. No abstract available. PMID: 20875484 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

2.

Phosphoinositide 3-kinase δ regulates membrane fission of Golgi carriers for selective cytokine secretion.

Low PC, Misaki R, Schroder K, Stanley AC, Sweet MJ, Teasdale RD, Vanhaesebroeck B, Meunier FA, Taguchi T, Stow JL.

J Cell Biol. 2010 Sep 20;190(6):1053-65. Epub 2010 Sep 13.PMID: 20837769 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

3.

A novel MEK2/PI3Kδ pathway controls the expression of IL-1 receptor antagonist in IFN-β-activated human monocytes.

Brandt KJ, Carpintero R, Gruaz L, Molnarfi N, Burger D.

J Leukoc Biol. 2010 Dec;88(6):1191-200. Epub 2010 Sep 13.PMID: 20837746 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

4.

Phosphoinositide 3-kinase activity in T cells regulates the magnitude of the germinal center reaction.

Rolf J, Bell SE, Kovesdi D, Janas ML, Soond DR, Webb LM, Santinelli S, Saunders T, Hebeis B, Killeen N, Okkenhaug K, Turner M.

J Immunol. 2010 Oct 1;185(7):4042-52. Epub 2010 Sep 8.PMID: 20826752 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

5.

Phosphoinositide 3-kinase gamma mediates chemotactic responses of human eosinophils to platelet-activating factor.

Hasan AM, Mourtada-Maarabouni M, Hameed MS, Williams GT, Dent G.

Int Immunopharmacol. 2010 Sep;10(9):1017-21. Epub 2010 Jun 4.PMID: 20685403 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

6.

Activity of any class IA PI3K isoform can sustain cell proliferation and survival.

Foukas LC, Berenjeno IM, Gray A, Khwaja A, Vanhaesebroeck B.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Jun 22;107(25):11381-6. Epub 2010 Jun 7.PMID: 20534549 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

7.

Phosphatidylinositol 3-kinase-δ inhibitor CAL-101 shows promising preclinical activity in chronic lymphocytic leukemia by antagonizing intrinsic and extrinsic cellular survival signals.

Herman SE, Gordon AL, Wagner AJ, Heerema NA, Zhao W, Flynn JM, Jones J, Andritsos L, Puri KD, Lannutti BJ, Giese NA, Zhang X, Wei L, Byrd JC, Johnson AJ.

Blood. 2010 Sep 23;116(12):2078-88. Epub 2010 Jun 3.PMID: 20522708 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

8.

Type I interferon (IFN-alpha/beta) rescues B-lymphocytes from apoptosis via PI3Kdelta/Akt, Rho-A, NFkappaB and Bcl-2/Bcl(XL).

Badr G, Saad H, Waly H, Hassan K, Abdel-Tawab H, Alhazza IM, Ahmed EA.

Cell Immunol. 2010;263(1):31-40. Epub 2010 Feb 24.PMID: 20231019 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

9.

Pooled analysis of phosphatidylinositol 3-kinase pathway variants and risk of prostate cancer.

Koutros S, Schumacher FR, Hayes RB, Ma J, Huang WY, Albanes D, Canzian F, Chanock SJ, Crawford ED, Diver WR, Feigelson HS, Giovanucci E, Haiman CA, Henderson BE, Hunter DJ, Kaaks R, Kolonel LN, Kraft P, Le Marchand L, Riboli E, Siddiq A, Stampfer MJ, Stram DO, Thomas G, Travis RC, Thun MJ, Yeager M, Berndt SI.

Cancer Res. 2010 Mar 15;70(6):2389-96. Epub 2010 Mar 2.PMID: 20197460 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

10.

Discovery of dual inhibitors of the immune cell PI3Ks p110delta and p110gamma: a prototype for new anti-inflammatory drugs.

Williams O, Houseman BT, Kunkel EJ, Aizenstein B, Hoffman R, Knight ZA, Shokat KM.

Chem Biol. 2010 Feb 26;17(2):123-34.PMID: 20189103 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

11.

PI3K p110delta regulates T-cell cytokine production during primary and secondary immune responses in mice and humans.

Soond DR, Bjørgo E, Moltu K, Dale VQ, Patton DT, Torgersen KM, Galleway F, Twomey B, Clark J, Gaston JS, Taskén K, Bunyard P, Okkenhaug K.

Blood. 2010 Mar 18;115(11):2203-13. Epub 2010 Jan 15.PMID: 20081091 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

12.

PI3K isoforms as drug targets in inflammatory diseases: lessons from pharmacological and genetic strategies.

Harris SJ, Foster JG, Ward SG.

Curr Opin Investig Drugs. 2009 Nov;10(11):1151-62. Review.PMID: 19876783 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

13.

Phosphoinositide 3-kinase p110 delta regulates natural antibody production, marginal zone and B-1 B cell function, and autoantibody responses.

Durand CA, Hartvigsen K, Fogelstrand L, Kim S, Iritani S, Vanhaesebroeck B, Witztum JL, Puri KD, Gold MR.

J Immunol. 2009 Nov 1;183(9):5673-84.PMID: 19843950 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free ArticleRelated citations

14.

Overexpression of IGF-1 in muscle attenuates disease in a mouse model of spinal and bulbar muscular atrophy.

Palazzolo I, Stack C, Kong L, Musaro A, Adachi H, Katsuno M, Sobue G, Taylor JP, Sumner CJ, Fischbeck KH, Pennuto M.

Neuron. 2009 Aug 13;63(3):316-28.PMID: 19679072 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

15.

RUNX1 regulates phosphoinositide 3-kinase/AKT pathway: role in chemotherapy sensitivity in acute megakaryocytic leukemia.

Edwards H, Xie C, LaFiura KM, Dombkowski AA, Buck SA, Boerner JL, Taub JW, Matherly LH, Ge Y.

Blood. 2009 Sep 24;114(13):2744-52. Epub 2009 Jul 28.PMID: 19638627 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

16.

Cell type specificity of PI3K signaling in Pdk1- and Pten-deficient brains.

Chalhoub N, Zhu G, Zhu X, Baker SJ.

Genes Dev. 2009 Jul 15;23(14):1619-24.PMID: 19605683 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

17.

Regulation of p110delta PI 3-kinase gene expression.

Kok K, Nock GE, Verrall EA, Mitchell MP, Hommes DW, Peppelenbosch MP, Vanhaesebroeck B.

PLoS One. 2009;4(4):e5145. Epub 2009 Apr 9.PMID: 19357769 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

18.

p110gamma and p110delta isoforms of phosphoinositide 3-kinase differentially regulate natural killer cell migration in health and disease.

Saudemont A, Garçon F, Yadi H, Roche-Molina M, Kim N, Segonds-Pichon A, Martín-Fontecha A, Okkenhaug K, Colucci F.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Apr 7;106(14):5795-800. Epub 2009 Mar 18.PMID: 19297623 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free PMC ArticleFree textRelated citations

19.

Inhibition of PI3Kdelta restores glucocorticoid function in smoking-induced airway inflammation in mice.

Marwick JA, Caramori G, Stevenson CS, Casolari P, Jazrawi E, Barnes PJ, Ito K, Adcock IM, Kirkham PA, Papi A.

Am J Respir Crit Care Med. 2009 Apr 1;179(7):542-8. Epub 2009 Jan 22.PMID: 19164702 [PubMed - indexed for MEDLINE]Free ArticleRelated citations

20.

Blockage by SP600125 of Fcepsilon receptor-induced degranulation and cytokine gene expression in mast cells is mediated through inhibition of phosphatidylinositol 3-kinase signalling pathway.

Tanemura S, Momose H, Shimizu N, Kitagawa D, Seo J, Yamasaki T, Nakagawa K, Kajiho H, Penninger JM, Katada T, Nishina H.

J Biochem. 2009 Mar;145(3):345-54. Epub 2008 Dec 23.PMID: 19106158 [PubMed - indexed for MEDLINE]Related citations

1p3:geenistä PI3K entsyymiproteiiniksi

Theses . Fransson Susanne. From 1p3 to PI3K. Studies of neuroblastoma. 4.2. 2011.
ISBN 978-91- 628-8197-9
Tämän väitöskirjan osia on 4:

I Fransson S, Martinsson T et Ejeskär K. Neuroblastoma tumors with favorable and unfavorable outcome: Significant differences in mRNA expression of Genes Mapped at 1p36.2. Genes, hromosomes and Cancer (2007) 46: 45-52.

II Caren H, Fransson S, Ejeskär K, Sjöberg R-M, Kogner P et Martinsson T. Genetic and epigenetic changes in the common 1p36 deletion in neuroblastoma tumors. Br J Cancer( 2007) 19; 97 (10): 1416- 24.

III Fransson S, Abel F, Eriksson H, Koegner P, Martinsson T et Ejeskär K. Analysis of the PI3K/Akt signaling pathway in Neuroblastoma - Stage dependent expression of PI3K p110 isoforms. (2011).
http://www.cstj.co.jp/reference/pathway/images/Akt_PKB.jpg

IV Fransson S, Uv A, Eriksson H, Andersson M K, Wettergren Y, Bergö M et Ejeskär K. p37delta, a new isoform of PI3K p110delta that increases cell proliferation, is over expressed in human tumors.(2011).

Suomennosta abstraktista

• Taustaa

NEUROBLASTOMA on sympaattisen hermojärjestelmän kasvain ja kaikkein tavallisin extrakraniaalinen lapsuusiän tuumori. Lukumäärältä niitä on 7% kaikista lasten maligniteeteistä. Vaikka nykyään ollaan edistytty terapiakeinoissa, niin aggressiivinen NB on
edelleen fataali tauti ja hoidon sivuvaikutukset ovat vakavia.

• Tarkoitus

Tämän väitöstyön tarkoituksena on ollut tutkia neuroblastooman ja mahdollisten muitten maligniteettien alkuun ja progredioitumiseen vaikuttavia geenejä ja geenituotteita. Pääasiallinen fokus kohdistetaan kromosomialueeseen 1p36.2-3 ja niihin tekijöihin, jotka osallistuvat PI3K/Akt signalointitiehen.

• Tuloksia

Analyysi 1p36.2-3 alueen 30 geenistä osoitti, että TNFRSF9 ja PI3KCD vaimentuivat sellaisissa NB tuumoreissa, joissa oli 1p-deleetio.

Saman alueen toisissa tutkimuksissa osoittautui neljä geeniä säätyvän mahdollisesti epigeneettisillä mekanismeilla ( ERRFI, CASZ1, RBP7 ja PIK3CD) . Niiden säädössa NB solulinjoissa ja primäärituumoreissa oli kyse enemmänkin histonideasetylaation eikä metylaation osallistumisesta.

Havaittiin myös joitain harvinaisia sekvenssivariantteja ERRFI:ssä ja PIK3CD:ssä.
PIK3CD koodaa PI3K entsyymin katalyyttistä alayksikköä. PI3K on fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasi, joka aktivoi Akt tekijän.

Kun analysoitiin tähän PI3K-/Akt signaalitiehen liittyviä 88 geeniä, osoittautui, että PDGFRA, PIK3R1, PIK3CD, PRKCBI, PRKCZ ja EIF4EBP1 ilmenivät eri tavoin, kun vertailtiin neuroblastooman vaiheita 1-2 ja vaihetta 4.

p110alfa pitoisuudet olivat korkeammat tuumorin 4 asteessa verrattuna 1-2 asteeseen. Päinvastainen tilanne oli p110deltan suhteen.

Neljännen asteen NB tuumorin Akt tekijän fosforyloituminen oli suurempi (T308 ja S473) verrattuna matalan asteen neuroblastoomiin.

Havaittiin käänteistä korrelaatiota fosforylaasientsyymin PTEN pitoisuuksien ja fosforyloidun Akt T308 fosforylaatiotasojen kesken.

Tutkijat löysivät myöskin erään uuden silmukoitumisvariantin ( splice variant) p37delta, jota koodaa PIK3CD.
Jos käytetään vaihtoehtoista donorikohtaa, tuloksena on lyhemmäksi pätkiytynyt RAS-sitova domaani ja katalyyttisen domaanin menetys. Lyhentymästä huolimatta p37delta käy RAS-interaktioon lisääntyvässä määrin ovariaalisyöpäsoluissa, colon syövässä; yleinen ihmisen p37delta expressio johdettuna banaanikärpäseen lisää kärpäsen kehon kokoa.
Lisäksi tämän p37deltan yliexpressoituminen HEK-293 soluissa ja hiiren embryonaalisissa fibroblasteissa lisää proliferaatiota ja invasiivisia ominaisuuksia kontrolleihin verrattuna mikä viittaisi sen osuuteen tumorogeenisyydessä.

• Mitä tuloksista voidaan päätellä?

Geenien ja proteiinien ilmenemistasojen analyysistä voidaan tarkasti osoittaa tärkeitä geenejä ja reittejä. Tämäkin väitöstyö on lisännyt tietämystä niistä geeneistä, jotka sijaitsevat kohdassa 1p36.2-3, mikä on neuroblastoomassa yleensä deletoitunut alue- ja tietämystä PI3K/Akt signaloinnista neuroblastoomassa.
On kuvattu myös uusi splice variantti p110delta, jota esiintyy ihmisen syöpäsoluissa ja joka pystyy lisäämään sekä koeputkessa että kehossa solujen proliferoitumista.

• Mikä merkitys on Akt aktivaatiolla?
• Akt aktivoituminen on avaintapahtuma solujen migraatiossa, aineenvaihdunnassa, differentiaatiossa, apoptoosissa ja proliferaatiossa.
• PI3K/Akt signalointitien deregulaatiota, säätelyn poistumista ja samalla fosforyloituneen Akt proteiinin määrän kohoamista on raportoitu ihmisen pahanlaatuisissa kasvaimissa liittyneenä kasvaimen aggressiiviseen fenotyyppiin ja huonoon prognoosiin.

• Mitkä seikat voivat olla taustatekijöitä, kun PI3K/ Akt signalointitie joutuu epäkuntoon?

Tuumoria vaimentavasta geenistä PTEN funktiosta voi olla puutetta. PTEN on fosfataasi joka vaikuttaa estäen PIP3 molekyyliin. PIP3 taas on se molekyyli, joka rekrytoi downstream tekijöitä kuten PDK1, joka fosforyloi Akt proteiinia. ( PIP3, second messenger, membrane recruitment and activation) .

PI3KCA:n opnkogeeninen aktivaatio voi olla kyseessä.

Eri kasvutekijöitten reseptoreihin voi tulla kohonnutta stimulaatiomäärää ja ligandimäärää (IGGF, VEGF, EGF).

• PI3K tie TERAPEUTTISENA KOHTEENA

(1) Kun alettiin kehitellä jonkinlaista inhibitiota PI3K- signaalitiehen, ensimmäisen polven inhibiittori oli Wortmannin ja Ly 294002 quercetin- johdannainen.

(2) Uudemman polven inhibiittoreita olivat SF 1126 ja PX-866.
Mutta- kaikki nämä inhibiittorit olivat laadultaan globaaleja, estivät PI3K entsyymin kaikkia funktioita kehossa., mikä taas oli haitallista.
Tästä voidaan johdonmukaisesti päätellä, että on kriittisen tärkeä tutkia PI3K entsyymin isoformit , etsiä isoformispesifisiä vaikutuksia ja kehitellä lääkkeitä spesifisiä isoformeja kohtaan.
Näihin seikkoihin väitöskirja pureutuu yksityiskohtaisesti.

Vaikka on havaittu yleinen samankaltaisuus p110 isoformien ATP:tä sitovissa kohdissa, on kuitenkin mahdollista hyödyntää pienen pieniä eroavuuksia niitten taskumaisten struktuurien sitovien kohtien välillä, kun kehitellään selektiivisiä kinaasi-inhibiittoreita.

(3) On kehitelty uusia estäviä yhdistyksiä, jotka ovat isoformispesifisiä. Yksi niistä on delta-spesifinen inhibiittori CAL-101, joka on jo varhiasen kliinisen kokeen vaiheessa hematologisten pahanlaatuisten tautien alueella.

Tutkijat selvittivät PI3K tien olevan myös vuorovaikutuksessa RAS signalointitiehen. RAS voi sitoutua suoraan eri PI3K entsyymien katalyyttiseen alayksikköön. On mahdollista että PI3K saa isoformispesifisellä tavalla vaikutteita RAS- signalointitiestä päin. RAS lisää PI3K signalointivastettta lisäämällä PI3K affiniteettia reseptoreihin.