Mikä on inositolitrisfosfaatti?

Inositolitrisfosfaatti, yleisesti lyhennettynä InsP3 tai IP3, on pieni signalointimolekyyli, jota solut käyttävät toissijaisena viestinvälittäjänä signalointireitillä. Se koostuu keskimmäisestä kuuden hiilen renkaasta, jossa on kolme hydroksyyli (OH) -ryhmää ja kolme fosfaatti (PO4) 2- ryhmää, ja yksi ryhmä ulottuu kustakin renkaan hiiliatomista. Fosfaattiryhmät ovat kiinnittyneet ensimmäiseen, neljänteen ja viidenteen hiiliatomiin, mikä antaa molekyylille tarkemman nimen inositoli-1,4,5-trisfosfaatista.

Vaikka se muodostuu solukalvossa, se on polaarinen molekyyli, jonka varaus on -6. Siksi se pystyy jättämään kalvon kulkemaan sytoplasman läpi. Tämä toiminta on välttämätöntä, jotta molekyyli sitoutuu reseptoriinsa, glykoproteiinikalsiumionikanavaan erillisen organellin – joko endoplasmisen retikulumin tai sarkoplasmisen retikulumin – kalvossa.

Inositolitrisfosfaatilla on oleellinen rooli alfa-1 (a1) -adrenergisten reseptorien käynnistämässä reitissä, joka aiheuttaa sileiden lihasten supistumista vasteena epinefriinille. Tämä reitti supistaa ihon, ruoansulatuskanavan, munuaisten ja joidenkin aivojen verisuonia kehon taistele tai pakene-vasteen aikana. Sitä esiintyy sekä keskushermostossa että ääreishermostossa.

Reitti, johon inositolitrisfosfaatti osallistuu, alkaa ligandin tai hormonin vapautumisesta verenkiertoon. Hormoni aloittaa signalointireitin sitoutumalla G-proteiinikytkettyyn reseptoriin (GPCR), joka on solukalvoon upotettu ja G-proteiiniin kytketty proteiini. Kun reseptori sitoutuu hormoniin, se muuttaa konformaatiota ja aktivoi G-proteiinin, joka sitoutuu guanosiinitrifosfaattiin (GTP) energiaa varten. Aktivoitu G-proteiini kulkee solukalvon läpi sitoutuakseen ja aktivoidakseen fosfolipaasi C -entsyymin. Tämä entsyymi hajottaa kalvon fosfolipidimolekyylin fosfatidyylisinositoli-4,5-bisfosfaatin kahdeksi pienemmäksi molekyyliksi: diasyyliglyseroliksi ja inositolitrisfosfaatiksi.

Diasyyliglyseroli pysyy kalvossa, kun taas inositolitrisfosfaatti kulkee solun sytoplasman läpi sitoutuakseen solukalvon kalvon kanavaan. Solutyypistä riippuen inositolitrisfosfaatti sitoutuu kanavaan joko endoplasmisen retikulumin pinnalla tai sarkoplasmisen retikulumin pinnalla. Molemmissa tapauksissa inositolitrisfosfaatti avaa kanavan ja vapauttaa kalsium 2+ -ioneja soluun. Nämä ionit yhdistyvät kalvon diasyyliglyserolin kanssa sitoutuakseen ja aktivoidakseen toisen entsyymin, proteiinikinaasi C: n, joka fosforyloi muita proteiineja ja luo solun kokonaisvasteen hormonilähettäjälle.