ホスファチジルイノシトール-3,4,5-トリスリン酸

ホスファチジルイノシトール-3,4,5-トリスリン酸（PIP3）とは

ホスファチジルイノシトール-3,4,5-トリスリン酸（Phosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate）、略称PIP3またはPtdIns(3,4,5)P3は、細胞膜に存在するリン脂質の一種です。これは、クラスI PI3キナーゼによってホスファチジルイノシトール-4,5-ビスリン酸（PI(4,5)P2）がリン酸化されることで生成されます。PIP3は、細胞内シグナル伝達において重要な役割を担う分子として知られています。

発見の経緯

PIP3の発見は、1980年代後半に遡ります。1988年、ルイス・カントレーは、イノシトール環の3'位をリン酸化する新しいタイプのホスホイノシチドキナーゼを発見しました。この酵素は、ホスファチジルイノシトール-3-リン酸を生成することが示されました。ほぼ同時期に、アレクシス・トレイナー＝カプランらは、ヒト好中球において、走化性ペプチドによる刺激によってPIP3が急激に増加することを発見しました。その後の研究で、カントレーのグループが同定した酵素は、生体内ではPI(4,5)P2を基質としてPIP3を生成することが明らかになりました。

PIP3の機能

PIP3は、細胞内シグナル伝達において重要な役割を果たします。その主な機能は、下流のシグナル伝達因子を活性化することです。特に重要なのが、プロテインキナーゼAktの活性化です。Aktは、細胞の増殖と生存に不可欠な同化シグナル伝達経路を活性化します。

PIP3の代謝

PIP3は、ホスファターゼによって脱リン酸化されることで、そのシグナルが終結します。具体的には、ホスファターゼPTENはPIP3の3'位を脱リン酸化してPI(4,5)P2を生成し、SHIPは5'位を脱リン酸化してPI(3,4)P2を生成します。

PIP3とPHドメイン

多くのタンパク質が、PIP3に結合するPHドメインを持っています。これらのタンパク質には、Akt、PDK1、Btk、ARNOなどが含まれます。クラスI PI3キナーゼの活性化に伴い、細胞膜にPIP3が生成されると、これらのタンパク質が細胞膜にリクルートされ、その活性が調節されます。また、PIP3の生成は、アクチン重合を誘導し、細胞の遊走、分裂、食作用に必要な細胞突起の形成を促進します。

GRKとの相互作用

PHドメインは、PIP3だけでなく、Gタンパク質共役受容体キナーゼ（GRK）との結合も可能にします。この結合は、GRKの細胞膜への結合を強化する役割を果たします。

まとめ

PIP3は、細胞膜に存在するリン脂質であり、細胞内シグナル伝達において重要な役割を担う分子です。PI3キナーゼによって生成され、Aktなどの下流タンパク質を活性化することで、細胞の増殖や生存を制御します。また、細胞膜へのタンパク質のリクルートや、細胞骨格の形成にも関与しています。

このように、PIP3は細胞の基本的な機能に深く関わっており、その異常は様々な疾患の原因となる可能性があります。今後の研究によって、PIP3のさらなる機能が解明され、新たな治療法の開発につながることが期待されます。

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