Phosphatidylinositole

Die Phosphatidylinositole sind eine wichtige Klasse der Phosphoglyceride, die zu den Membranlipiden gehören. Die Kopfgruppe besteht aus Inosit bzw. Inositol, das im Grunde nichts anderes ist als eines der neun Stereoisomere des sechswertigen Alkohols Cyclohexanhexol.

Struktur von Phosphatidylinositol-3,4-biphosphat
Autor: Ulrich Helmich, Lizenz: siehe Seitenende

Einige der OH-Gruppen des Inositols sind normalerweise phosphoryliert, vor allem die OH-Gruppen an den Positionen 4 und 5 (Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat oder PIP₂) sowie an den Positionen 3, 4 und 5 (Phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphat oder PIP₃).

Die beiden phosphorylierten Phosphatidylinositole PIP₂ und PIP₃ spielen eine wichtige Rolle bei der Signalübertragung innerhalb der Zelle. Durch as Enzym Phospholipase C kann nämlich PIP₂ gespalten werden, und zwar in Inositol-1,4,5-trisphosphat (IP₃) und ein Diacylglycerin (DAG):

Die Spaltprodukte von Phosphatidylinositol-4,5-biphosphat (PIP₂) sind IP₃ und DAG
Autor: Ulrich Helmich, Lizenz: siehe Seitenende

Beide Spaltprodukte sind sekundäre Botenstoffe innerhalb der Zelle und erfüllen ähnliche Funktionen wie beispielsweise cAMP. Wie es sich für sekundäre Botenstoffe gehört, wird das Enzym, das zur Bildung des sek. Botenstoffs benötigt wird, durch Außenfaktoren (primäre Botenstoffe, zum Beispiel Hormone) aktiviert:

1. Außenfaktor aktiviert Rezeptorprotein in der Außenseite der Membran →
2. Rezeptorprotein aktiviert G-Protein in der Innenseite der Membran →
3. G-Protein aktiviert Phospholipase C →
4. Phospholipase C spaltet PIP₂ in IP₃ und DAG →
5. IP₃ wirkt als second messenger oder öffnet beispielsweise Ionenkanäle.

IP₃ als second messenger kann bestimmte Enzyme aktivieren, die dann beispielsweise wiederum Transkriptionsfaktoren aktivieren, welche die Transkriptionsrate ausgewählter Gene erhöhen oder erniedrigen. Beim Riechprozess vieler Tiere setzt sich IP₃ von innen an Ca²⁺-Kanäle und öffnet diese ^[5]; der Einstrom von Calcium verändert daraufhin das Membranpotenzial der Zelle.

Auch bei bestimmten Typen des muscarinischen Acetylcholinrezeptors spielt IP₃ als second messenger eine wichtige Rolle.