PIKfyve , una fosfoinositida cinasa que contiene un dedo FYVE , es una enzima que en humanos está codificada por el gen PIKFYVE . [5] [6]
La principal actividad enzimática de PIKfyve es fosforilar PtdIns3P a PtdIns(3,5)P2 . La actividad de PIKfyve es responsable de la producción tanto de PtdIns(3,5)P2 como de fosfatidilinositol 5-fosfato (PtdIns5P). [7] [8] [9] [10] PIKfyve es una proteína grande que contiene varios dominios funcionales y se expresa en varias formas empalmadas. Los clones de ADNc de ratón y humano de longitud completa notificados codifican proteínas de 2052 y 2098 residuos de aminoácidos, respectivamente. [6] [11] [12] [13] Al unir directamente la membrana PtdIns(3)P, [14] el dominio del dedo FYVEde PIKfyve es esencial para localizar la proteína en la hoja citosólica de los endosomas . [6] [14] La alteración de la actividad enzimática de PIKfyve por mutantes de interferencia dominante, la ablación mediada por ARNsi o la inhibición farmacológica provoca el agrandamiento del lisosoma y la vacuolación citoplasmática debido a la alteración de la síntesis de PtdIns(3,5)P2 y al deterioro del proceso de fisión y homeostasis del lisosoma. [15] Por lo tanto, a través de la producción de PtdIns(3,5)P2, PIKfyve participa en varios aspectos de la dinámica vesicular, [16] [17] afectando así una serie de vías de tráfico que emanan o atraviesan el sistema endosomal en ruta hacia el trans -Red de Golgi o compartimentos posteriores a lo largo de la vía endocítica. [18][19] [20] [21] [22] [23]
Las mutaciones de PIKfyve que afectan a uno de los dos alelos de PIKFYVE se encuentran en 8 de cada 10 familias con distrofia de manchas corneales de Francois-Neetens . [24] La interrupción de ambos alelos PIKFYVE en el ratón es letal en la etapa de preimplantación del embrión. [25] El papel de PIKfyve en la invasión de patógenos se deduce de la evidencia de estudios celulares que implican la actividad de PIKfyve en la replicación del VIH y Salmonella . [21] [26] [27] Las observaciones de que la perturbación de PIKfyve inhibe la captación de glucosa regulada por insulina infieren un vínculo de PIKfyve con la diabetes tipo 2. [28] [29] En concordancia, los ratones con alteración selectiva del gen Pikfyve enel músculo esquelético , el tejido principalmente responsable de la disminución del azúcar en sangre posprandial , presenta resistencia sistémica a la insulina ; intolerancia a la glucosa ; hiperinsulinemia ; y aumento de la adiposidad , es decir, síntomas típicos de la prediabetes humana . [30]
Varios inhibidores de PIKfyve de molécula pequeña se han mostrado prometedores como tratamientos contra el cáncer en estudios preclínicos debido a la toxicidad selectiva en células B de linfoma no Hodgkin [31] o en células de glioblastoma U-251. [32] Los inhibidores de PIKfyve causan la muerte celular también en las células de melanoma A-375, que dependen de la autofagia para su crecimiento y proliferación, debido a la alteración de la homeostasis de los lisosomas. [33] El posible uso terapéutico de los inhibidores de PIKfyve está a la espera de ensayos clínicos.
PIKfyve se asocia físicamente con su regulador ArPIKfyve, una proteína codificada por el gen humano VAC14 , y la PtdIns(3,5)P2 5-fosfatasa Sac3 que contiene el dominio Sac1, codificada por FIG4 , para formar un complejo heterooligomérico ternario estable que está armado por Interacciones homooligoméricas de ArPIKfyve. La presencia de dos enzimas con actividades opuestas para la síntesis y el recambio de PtdIns(3,5)P2 en un único complejo indica la necesidad de un control estricto de los niveles de PtdIns(3,5)P2. [17] [34] [35] PIKfyve también interactúa con el efector Rab9 RABEPK y el adaptador de cinesina JLP, codificado por SPAG9 . [19] [23]Estas interacciones vinculan PIKfyve al endosoma basado en microtúbulos para el tráfico de la red trans-Golgi . Bajo la activación sostenida de los receptores de glutamato, PIKfyve se une y facilita la degradación lisosomal de Ca v 1.2 , canal de calcio dependiente de voltaje tipo 1.2, protegiendo así a las neuronas de la excitotoxicidad. [36] PIKfyve regula negativamente la exocitosis dependiente de Ca 2+ en células neuroendocrinas sin afectar los canales de calcio dependientes de voltaje. [37]