Inositolo trifosfato IP3

L’inositolo trifosfato (IP₃ ) è un importante secondo messaggero nelle cellule animali che media il rilascio di ione calcio  dal reticolo endoplasmatico (ER) al citosol costituito da  un anello di inositolo con tre gruppi fosfato legati alle posizioni 1, 4 e 5 e tre gruppi idrossilici legati alle posizioni 2, 3 e 6.

Pertanto l’inositolo trifosfato, che ha formula C₆H₁₅O₁₅P₃ viene indicato come 1,4,5 inositolo trifosfato. I recettori dell’inositolo trifosfato sono i canali del calcio che funzionano per rilasciare ioni calcio dal reticolo endoplasmatico in risposta a una vasta gamma di ormoni, fattori di crescita e neurotrasmettitori.

Alcuni dei canali potenziali dei recettori transitori che funzionano mediando il flusso di Na⁺ e Ca²⁺ attraverso la membrana plasmatica e nel citoplasma si associano fisicamente ai recettori dell’inositolo trifosfato e si ritiene che partecipino al ripristino dei pool intracellulari dello ione calcio.

Il percorso inositolo trisfosfato – ione calcio è un sistema di segnalazione notevolmente versatile che è stato adattato per controllare processi diversi come la fecondazione, la proliferazione, la contrazione, il metabolismo cellulare, la secrezione di vescicole e fluidi e l’elaborazione delle informazioni nelle cellule neuronali

Biosintesi dell’inositolo trifosfato

Il diacilglicerolo (DAG) e l’inositolo trifosfato sono generati attraverso l’idrolisi di PtdIns(4,5)P 2 e PtdInsPs da parte della fosfolipasi C (PLC). Il fosfatidilinositolo 4,5-bisfosfato o PtdInsP₂, noto anche semplicemente come PIP₂ o PIP₂, è un componente fosfolipidico minore delle membrane cellulari.

Il PtdInsP₂, funziona come un intermedio nel percorso inositolo trisfosfato / diacilglicerolo, che è avviato dai ligandi che si legano ai recettori accoppiati alle proteine ​​G attivando la subunità G αq che attivano le fosfolipasi.

Il fosfatidilinositolo o PtdInsPs è un fosfolipide nel quale è legata, con legame estereo, una molecola di inositolo al gruppo fosfato della testa polare. Il fosfatidilinositolo è un componente delle membrane biologiche e ha un ruolo nella segnalazione cellulare, infatti è attaccato dall’enzima fosfolipasi C che lo scinde in diacilglicerolo, che resta in membrana, ed inositolo fosfato, che in quanto idrofilo è rilasciato nel citosol.

Trasduzione del segnale e secondi messaggeri

I secondi messaggeri sono piccole molecole intracellulari che mediano gli effetti dei primi messaggeri, ovvero neurotrasmettitori e ormoni. I secondi messaggeri attivano percorsi di segnalazione intracellulare che amplificano il segnale e culminano con l’attivazione o l’inibizione dei fattori di trascrizione, inducendo una risposta cellulare.

Sia il diacilglicerolo che l’inositolo trisfosfato agiscono come importanti secondi messaggeri. Il DAG rimane nella membrana dove attiva la proteina chinasi C mentre l’inositolo trisfosfato stimola l’apertura dei canali dello ione calcio mediati dall’ IP3 sugli organelli intracellulari che immagazzinano Ca²⁺.

Il rilascio dello ione calcio nel citoplasma regola diverse cascate di segnalazione tra cui l’apertura dei canali ionici e l’attivazione delle chinasi dipendenti da Ca ²⁺/calmodulina. La terminazione della segnalazione da parte dei secondi messaggeri generati dalla subunità α della proteina Gq è ottenuta tramite la defosforilazione dell’inositolo trifosfato e la deacilazione del diacilglicerolo.

Recettori dell’inositolo trifosfato

I recettori dell’inositolo 1,4,5-trifosfato sono un complesso glicoproteico di membrana che agisce come un canale del calcio attivato dall’inositolo trifosfato. Sono espressi in quasi tutte le cellule animali, dove mediano il rilascio dello ione dalle riserve intracellulari e le loro interazioni con altre proteine ​​contribuiscono alla specificità e alla velocità dei percorsi di segnalazione degli ioni calcio e alla loro capacità di integrare le informazioni provenienti da altri percorsi di segnalazione.

Sebbene prodotte da geni diversi vi sono tre isoforme di recettori dell’inositolo trifosfato che mostrano il 70% di omologia nella sequenza proteica primaria e sono costituite da cinque domini organizzati in una complessa struttura tetramerica a fungo con il gambo inserito nella membrana del reticolo endoplasmatico e il cappello esposto al citosol.

I recettori dell’inositolo trifosfato rappresentano un secondo messaggero dominante che porta al rilascio di Ca ²⁺ dai siti di deposito intracellulare. Per la loro capacità di regolare la gestione del calcio i recettori dell’inositolo trifosfato sono al centro delle reti molecolari alla base dell’omeostasi cellulare: dalla proliferazione, all’apoptosi e alla differenziazione, fino al metabolismo e alla neurotrasmissione.

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