Fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasi eli PI3K viittaa ryhmään proteiineja, jotka toimivat entsyymeinä aitotumaisten eliöiden soluissa. Kaikille tyypeille yhteinen toiminto on fosfaattiryhmän liittäminen fosfatidyyli-inositolien inositolirenkaan hiileen positiossa 3. Fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasit osallistuvat muun muassa solun kasvun ja lisääntymisen, aineenvaihdunnan, vaeltamisen ja eritystoiminnan säätelyyn. Näiden entsyymien toiminnan häiriöt liittyvät useisiin sairauksiin, kuten syöpään, immuunijärjestelmän sairauksiin, neurologisiin sairauksiin, diabetekseen sekä sydän- ja verisuonitauteihin.
Luokittelu Ihmisellä esiintyvät fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasit jaetaan kolmeen pääluokkaan (I–III).
Luokka I Tähän luokkaan kuuluvat entsyymit ovat heterodimeereja, jotka koostuvat yhdestä katalyyttisesta ja yhdestä säätelevästä alayksiköstä. Ne muodostavat fosfatidyyli-inositoli-3,4,5-trifosfaattia, joka toimii toisiolähettinä ja aktivoi soluviestintäreitin seuraavia proteiineja. Luokan I fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasien vastavaikuttajana toimii PTEN, joka katalysoi vastakkaista reaktiota (fosfatidyyli-inositoli-3,4,5-trifosfaatin muuntumista fosfatidyyli-inositoli-4,5-difosfaatiksi).
Katalyyttisten alayksiköiden eri muodot (isoformit) ja niitä koodaavat geenit (nisäkkäillä):
p110α, PIK3CA. Ilmenee kaikissa soluissa. p110β, PIK3CB. Ilmenee kaikissa soluissa. p110γ, PIK3CG. Ilmenee erityisesti immuunijärjestelmän soluissa p110δ, PIK3CD. Ilmenee erityisesti immuunijärjestelmän soluissa
Säätelevien alayksiköiden eri muodot ja niitä koodaavat geenit:
p85α, PIK3R1 p55α, PIK3R1 p50α, PIK3R1 p85β, PIK3R2 p55γ, PIK3R3
Luokka II Tähän luokkaan kuuluvat entsyymit ovat monomeereja, joissa on vain katalyyttinen alayksikkö. Ne katalysoivat fosfatidyyli-inositoli-3-fosfaatin ja fosfatidyyli-inositoli-3,4-difosfaatin muodostumista. Nämä säätelevät solunsisäisten vesikkelien (rakkuloiden) kuljetusta.
Luokan II entsyymien muodot (isoformit):
PI3K-C2α. Ilmenee kaikissa soluissa PI3K-C2β. Ilmenee kaikissa soluissa PI3K-C2γ. Ilmenee maksassa, rinnassa, eturauhasessa, sylkirauhasissa ja eksokriinisessa haimassa
Luokka III Tähän luokkaan kuuluu vain yksi proteiini, Vps34, joka ilmenee (lähes) kaikissa soluissa. Se katalysoi fosfatidyyli-inositoli-3-fosfaatin muodostusta. Se muodostaa heterodimeerin Vps15:n kanssa. Vps34 säätelee autofagiaa, solusyöntiä ja endosytoosia.
Merkitys sairauksissa Fosfatidyyli-inositoli-3-fosfataasit ovat osa keskeistä PI3K/AKT/mTOR-soluviestintäreittiä, joka edistää solujen säilymistä, kasvua ja jakautumista. Se on yleisimmin aktivoitunut soluviestintäreitti ihmisen syövissä. Etenkin luokan I fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasien merkitys syövissä on osoitettu. Luokkien II ja III entsyymien merkitystä on tutkittu vähemmän. PIK3CA ja PTEN ovat toiseksi ja kolmanneksi yleisimmin mutatoituneet geenit ihmisten syövissä.
Useita syöpään liittyviä PIK3CA:n mutaatioita tunnetaan. Näistä yleisimpiä ovat H1047R (histidiini positiossa 1047 vaihtuu arginiiniksi), E542K (glutamiinihappo positiossa 542 vaihtuu lysiiniksi) ja E545K (glutamiinihappo positiossa 545 vaihtuu lysiiniksi). H1074R parantaa kinaasidomeenin vuorovaikutusta kalvorakenteiden kanssa, kun taas E542K- ja E545K-mutaatiot häiritsevät vuorovaikutusta säätelevän alayksikön kanssa. Muiden luokan I entsyymien syöpään liittyvät mutaatiot ovat harvinaisia.
Lähteet
Luokka:Solubiologia Luokka:Entsyymit