Фосфорилированные производные фосфолипида phosphatidylinositol или phosphoinositides влияют на многие аспекты клеточных функций. Связывание phosphoinositides, которые расположены внутри клеточных мембран, необходимо, чтобы растворимые белковые лиганды м. осуществлять пространственно избирательную регуляцию на стыке цитоплазма-мембрана. Недавние исследования, связанные с продукцией phosphoinositide в мембранных доменах, объединились с теми, которые демонстрировали эффекты этих липидов на сборку клеточного актина и , следовательно, объединяли мембранные и цитоскелетные структуры новым образом.

Многие изменения в структуре и движениях клеток зависят от перестроек цитоскелета. Цитоскелет является динамичной системой белковых филамент, которые регулируются десятками белков, которые в свою очередь, регулируются с помощью phosphoinositides. Phosphoinositides представляют собой группу анионных липидов, которые образуются в результате фосфорилирования фосфолипида phosphatidylinositol. Актиновые филаменты являются цитоскелетными элементами, которые наиболее часто изменяется под действием передачи сигналов phosphoinositide.

Сайты связывания phosphoinositide на белках, рекгулирующих цитоскелет, часто изменчивые, катионные области, которые позволяют крупные шарниро-образные переходы в структуре белка после связывания phosphoinositide, обычно phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PtdIns(4,5)P₂). Конформационные изменения, которые обусловливаются phosphoinositides, м. или активировать или инактивировать эффекты белка на цитоскелет или, в некоторых случаях, позволяют белку связывать цитоскелет с клеточной мембраной.

Манипулирование уровнями phosphoinositide в клетках - напр., меняя экспрессию энзимов, которые формируют или удаляют их - вызывает изменение во всей архитектуре актина в клетке. Эти изменения согласуются с данными, указывающими на то, как функционируют индивидуальные актин-связывающие белки в ответ на phosphoinositides in vivo. Некоторые заболевания людей, при которых клетки имеют аномальный цитоскелет связаны с мутациями энзимов, ремоделирующих phosphoinositide.

Растворимые белки, которые регулируют сборку цитоскелета, осуществляют это путём передачи сигналов липидам, подобным phosphoinositides, которые внедряются в клеточные мембраны. Это делает возможной локальную активацию реакций, продуцирующих силу, таких как сборка актина, которая происходит на стыке цитозоль-мембрана, где они оптимально организованы для клеточной подвижности.

Установлено, что phosphoinositides распределяются не униформно по клеточной мембране, а скорее локализуются на небольших участках или в виде пространственных градиентов. Механизмы, объясняющие их локализацию, включают быстрый локальный синтез, кластрирование за счёт взаимодействия с катионными белками или комбинацию водородных мостиков и физических взаимодействий среди самих липидов. Прямая визуализация таких гипотетических доменов и определение, как они связаны с богатыми холестеролами липидными платформами дело будущего.

Links