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 las células inactivas, los niveles de PtdIns(3,5)P2, normalmente cuantificados por HPLC , son los más bajos entre los fosfoinosítidos presentes de forma constitutiva. 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 niveles de PtdIns4P ( fosfatidilinositol 4-fosfato ) y PtdIns(4,5)P2 . [2] PtdIns(3,5)P2 se informó por primera vez en fibroblastos de ratón y levadura en ciernesS. cerevisiae en 1997. [3] [4] En S. cerevisiae, los niveles de PtdIns(3,5)P2 aumentan drásticamente durante el shock hiperosmótico. [4] La respuesta al desafío hiperosmótico no se conserva en la mayoría de las células de mamíferos probadas, excepto en los adipocitos 3T3L1 diferenciados.[4] [5]
La única vía actualmente conocida para la producción de PtdIns(3,5)P2 es a través de la síntesis catalizada por la fosfoinositida 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 a partir de PtdIns3P y se convierte en PtdIns3P mediante un complejo proteico único que contiene dos enzimas con actividades opuestas: la fosfoinositida quinasa PIKfyve y la PtdIns(3,5) que contiene el dominio Sac1 P2 5-fosfatasa, Sac3/ Fig4 . [6] Las dos enzimas no interactúan directamente. Más bien, los reúne un regulador asociado de PIKfyve, llamado ArPIKfyve/ VAC14 ., que arma un complejo regulador ternario, conocido como complejo PAS (de las primeras letras de PIKfyve/ArPIKfyve/Sac3). [7] PIKfyve une el complejo PAS a microdominios endosómicos 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 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 involucra a la familia de fosfatasas de miotubularina. La 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. Yeast 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 de PtdIns (3,5) P2 en la levadura. Aún no se ha aclarado la composición de los complejos proteicos que regulan los niveles de PtdIns(3,5)P2 en otras especies.