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Lexikon der Biochemie: Inositolphosphate

Inositolphosphate, Phosphatester des zyklischen Alkohols myo-Inositol. Sie kommen in der Plasmamembran als Bestandteil von Phospholipiden, den sog. Phosphatidylinositolen, vor. Inositol-1,4,5-triphosphat (InsP3) wird in der Plasmamembran von verschiedenen Hormon- oder Neurotransmitterrezeptoren aus Phosphatidylinositol-4,5-diphosphat (PtdInsP2) freigesetzt, wenn der Rezeptor besetzt wird. InsP3 ist vermutlich die aktive Form, die dafür verantwortlich ist, daß Ca2+ nach der Stimulation der Zelle freigesetzt wird, und ist somit ein sekundärer Botenstoff (Hormone, Calcium) für solche Agenzien wie Acetylcholin, Vasopressin, Substanz P und den epidermalen Wachstumsfaktor (Peptidhormone).
InsP3 wird rasch in drei Schritten zu myo-Inositol abgebaut. Die letzte dieser Reaktionen wird durch myo-Inositol-1-Phosphatase (EC 3.1.3.25) katalysiert, welche durch Lithium inhibiert wird. Die de-novo-Synthese von myo-Inositol ergibt myo-Inositol-1-Phosphat und kein freies myo-Inositol, so dass die Inhibierung dieses Enzyms den Degradationszyklus unterbricht und die Bildung von Phosphatidylinositol verhindert. Wahrscheinlich ist dieser Effekt für die pharmakologische Wirkung des Lithiums bei manischer Depression verantwortlich.
Phophatidylinositol ist weiter verbreitet als PtdIns4P oder PtdIns4,5P. Da die drei Spezies jedoch miteinander im Gleichgewicht stehen, wird PtdIns4,5P, das durch Spaltung von der Membran freigesetzt wird, rasch ersetzt. Das Diacylglycerin, das bei der Spaltung von PtdIns4,5P freigesetzt wird, ist wie InsP3 ein sekundärer Botenstoff. Es aktiviert die Membran-C-Kinase, die anschließend eine Reihe anderer Proteine durch Phosphorylierung aktiviert (Calcium). Der Diacylglycerinteil von PtdIns4,5P kann in Position 2 Arachidonsäure tragen. Wenn diese Arachidonsäure durch Hydrolyse von Diacylglycerin abgespalten wird, kann sie ebenfalls als Zellaktivator fungieren.
In der Form als Phosphatidester spielen die I. eine wesentliche Rolle bei der Aktivierung vieler Zelltypen. Bei der Spaltung von PtdIns4,5P entstehen mindestens drei verschiedene sekundäre Botenstoffe: InsP3, das anschließend eine Flut an intrazellulärem Ca2+ erzeugt, Diacylglycerin und Arachidonsäure. [M.J. Berridge Biochem. J. 220 (1984) 345-360; D. H. Carney et al. Cell 42 (1985) 479-488]

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