El fosfatidilinositol 3,5-bisfosfato (PtdIns (3,5) P2) es uno de los siete fosfoinosítidos que se encuentran en las membranas de las células eucariotas. [1] En células inactivas, los niveles de PtdIns (3,5) P2, normalmente cuantificados por HPLC , son los más bajos entre los fosfoinosítidos presentes constitutivamente. Son aproximadamente de 3 a 5 veces más bajos en comparación con los niveles de PtdIns3P y PtdIns5P ( fosfatidilinositol 5-fosfato ), y más de 100 veces más bajos que los abundantes PtdIns4P ( fosfatidilinositol 4-fosfato ) y PtdIns (4,5) P2 . [2] Se informó por primera vez que PtdIns (3,5) P2 ocurre en fibroblastos de ratón y levadura en gemación.S. cerevisiae en 1997. [3] [4] En S. cerevisiae PtdIns (3,5) los niveles de P2 aumentan drásticamente durante el choque hiperosmótico. [4] La respuesta al desafío hiperosmótico no se conserva en la mayoría de las células de mamíferos analizadas, excepto en los adipocitos 3T3L1 diferenciados. [4] [5]
La única vía conocida actualmente para la producción de PtdIns (3,5) P2 es a través de la síntesis catalizada por la fosfoinositido quinasa PIKfyve . Los experimentos de persecución de pulsos en fibroblastos de ratón revelan que PtdIns (3,5) P2 se revierte a PtdIns3P poco después de su síntesis. [3] En células de mamíferos, PtdIns (3,5) P2 se sintetiza y se transfiere a PtdIns3P mediante un complejo de proteínas único que contiene dos enzimas con actividades opuestas: la fosfoinositido quinasa PIKfyve y la PtdIns que contiene el dominio Sac1 (3,5) P2 5-fosfatasa, Sac3 / Fig4 . [6] Las dos enzimas no interactúan directamente. Más bien, son reunidos por un regulador asociado de PIKfyve, llamado ArPIKfyve / VAC14, que forma un andamio de un complejo regulador ternario, conocido como complejo PAS (de las primeras letras de PIKfyve / ArPIKfyve / Sac3). [7] PIKfyve une el complejo PAS en microdominios endosomales enriquecidos con Rab5GTP / PtdIns3P a través de su dominio de dedo FYVE que se une selectivamente a PtdIns3P. [8] [9] [10] La función esencial del complejo PAS en la síntesis y el recambio de PtdIns (3,5) P2 está respaldada por datos del silenciamiento de proteínas mediado por ARNip y la expresión heteróloga de los componentes del complejo PAS en varios tipos de células como así como por los datos del knockout genético de las proteínas del complejo PAS. [5] [6] [11] [12] [13] [14] [15]
Una vía adicional para el recambio de PtdIns (3,5) P2 implica la familia de las fosfatasas de las miotubularinas. Miotubularina 1 y MTMR2 desfosforilan la posición 3 de PtdIns (3,5) P2; por lo tanto, el producto de esta hidrólisis es PtdIns5P, en lugar de PtdIns3P. [16] Las proteínas del complejo PAS se conservan evolutivamente con ortólogos que se encuentran en S. cerevisae (es decir, proteínas Fab1p, Vac14p y Fig4p), así como en todos los eucariotas con genomas secuenciados. Por lo tanto, se cree que PtdIns (3,5) P2 está presente en todos los eucariotas donde regula funciones celulares similares. La levadura Fab1p, Vac14p y Fig4p también forman un complejo, llamado complejo Fab1. [17] Sin embargo, el complejo Fab1 contiene proteínas adicionales, [18]lo que podría agregar una capa adicional de regulación PtdIns (3,5) P2 en la levadura. La composición de los complejos de proteínas que regulan los niveles de PtdIns (3,5) P2 en otras especies aún no se ha aclarado.