Allgemeines

Inositol ist ein zyklischer 6-wertiger Alkohol, der aus Glucose gebildet wird. Die einzelnen Hydroxyl-Gruppen können durch Phosphate ersetzt und sein. Das Inositol(phosphat) kann weiterhin mit dem Phosphoglycerid Phosphatidsäure verbunden sein.

Phosphatidyl-Inositolphosphate spielen eine wichtige Rolle in der intrazellulären Signaltransduktion. Hier ist insbesondere die Spaltung von 1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol-4,5-bisphosphat durch die Phospholipase C in die sekundären Botenstoffe Inositol-1,4,5-trisphosphat und Diacylglycerin hervorzuheben. Dieser Prozess wird durch ein G-Protein (Gq/11) gesteuert.

1-Phosphatidyl-1D-myo-inositol ist weiterhin der Ausgangspunkt für die Biosynthese von Glycosyl-Phosphatidylinositol-Ankern (GPI-Anker).

Biosynthese und Abbau von Inositol

⇓ Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
Glucose-6-phosphat
NAD Inositol-1-phosphat-Synthase 5.5.1.4 Iso
1D-myo-Inositol-1-phosphat
H2O

Pi

 Inositol-phosphat-Phosphatase 3.1.3.25 Hyd
1D-myo-Inositol
O2

H2O

Fe Inositol-Oxygenase 1.13.99.1 Ox
D-Glucuronat

D-Glucuronat fällt auch im Glucuronsäuren-Stoffwechsel an.

Biosynthese von 1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol-4,5-bisphosphat (PI(4,5)P2)

Es gibt 2 Möglichkeiten für die Biosynthese von Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat:

⇓ Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
1D-myo-Inositol
CDP-Diacylglycerin

CMP

 CDP-Diacylglycerin--Inositol- 3-phosphatidyltransferase 2.7.8.11 Tr
1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol
ATP

ADP

 1-Phosphatidylinositol-4-Kinase 2.7.1.67 Tr
1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol-4-phosphat
ATP

ADP

1. 2. Pi

H2O

 1) 1-Phosphatidylinositol-4-phosphat-5-Kinase 2.7.1.68 Tr
2) Phosphoinositid- 5-Phosphatase 3.1.3.36 Hyd Lowe-S., Dent- Krankheit 2
1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol-4,5-bisphosphat

2. Möglichkeit:

⇓ Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
1D-myo-Inositol
CDP-Diacylglycerin

CMP

 CDP-Diacylglycerin--Inositol- 3-phosphatidyltransferase 2.7.8.11 Tr
1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol
ATP

ADP

 1-Phosphatidylinositol-3-Kinase 2.7.1.137 Tr
1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol-3-phosphat
2 ATP

2 ADP

 Kinasen ? Tr
Phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphat
H2O

Pi

 1. 2. ADP

ATP

 Mg 1) Phosphatidylinositol- 3,4,5-trisphosphat-3-Phosphatase 3.1.3.67 Hyd Bannayan-Riley- Ruvalcaba-S., Cowden-S., Makrozephalie- Autismus-S.
2) Phosphatidylinositol- 4,5-bisphosphat-3-Kinase 2.7.1.153 Tr
1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol-4,5-bisphosphat

Spaltung von PI(4,5)P2 in Diacylglycerin (DAG) und I(1,4,5)P3

⇓ Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
1-Phosphatidyl-D-myo-Inositol-4,5-bisphosphat
H2O Phospholipase C 3.1.4.11 Hyd

1D-myo-Inositol- 1,4,5-trisphosphat

+

Diacylglycerin

Inositol-1,4,5-trisphosphat und Diacylglycerin sind die sekundären Botenstoffe des Gq/11 - IP3-Signalweges. Diese werden freigesetzt, wenn die Phospholipase C durch das G-Protein Gq/11 aktiviert wurde. Dieser Signalweg ist neben dem ebenfalls G-Protein-gekoppelten Adenylatcyclase-Weg (mit dem sekundären Botenstoff cAMP) einer der häufigsten Signalübertragungswege, die ein extrazelluläres Signal (Rezeptoraktivierung) in ein intrazelluläres übersetzen.

Weiteres Schicksal von I(1,4,5)P3

D-myo-Inositol-1,4,5-trisphosphat wird auf verschiedenen Wegen durch Kinasen und Phosphatasen umgewandelt und z.B. in 1D-myo-Inositol überführt, das wie oben dargestellt zu Glucuronat oxidiert wird.

Bsp. 1:

⇓ Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
1D-myo-Inositol-1,4,5-trisphosphat
H2O

Pi

 Inositol-polyphosphat-5-Phosphatase 3.1.3.56 Hyd
1D-myo-Inositol-1,4-bisphosphat
Pi

align="right"|H2O

 Inositol-1,4-bisphosphat-1-Phosphatase 3.1.3.57 Hyd
1D-myo-Inositol-4-phosphat
H2O

Pi

 Inositol-phosphat-Phosphatase 3.1.3.25 Hyd
1D-myo-Inositol

Bsp. 2:

⇓ Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
1D-myo-Inositol-1,4,5-trisphosphat
ATP

ADP

 1. 2. Pi

H2O

 Ca 1) Inositol-trisphosphat-3-Kinase 2.7.1.127 Tr
2) Multiple-Inositol-polyphosphat-Phosphatase 3.1.3.62 Hyd
1D-myo-Inositol- 1,3,4,5-tetrakis-phosphat
H2O

Pi

 1. 2. ADP

ATP

 1) Inositol-polyphosphat-5-Phosphatase 3.1.3.56 Hyd
2) Inositol-tetrakisphosphat-1-Kinase 2.7.1.134 Tr
1D-myo-Inositol-1,3,4-trisphosphat
H2O

Pi

 Inositol-polyphosphat-1-Phosphatase 3.1.3.57 Hyd
1D-myo-Inositol-3,4-bisphosphat
H2O

Pi

 Phosphatidylinositol-3,4-bisphosphat-4-Phosphatase 3.1.3.66 Hyd
1D-myo-Inositol-3-phosphat
H2O

Pi

 Inositol-phosphat-Phosphatase 3.1.3.25 Hyd
1D-myo-Inositol

Bsp. 3:

⇓ Subst. ( ⇑ ) Co. Enzym EC EG Erkr.
1D-myo-Inositol-1,4,5-trisphosphat
ATP

ADP

 Inositol-polyphosphat-Multikinase 2.7.1.151 Tr
1D-myo-Inositol-1,4,5,6-tetrakis-phosphat
ATP

ADP

 Inositol-polyphosphat-Multikinase 2.7.1.151 Tr
1D-myo-Inositol-1,3,4,5,6-pentakis-phosphat
ATP

ADP

 Inositol-polyphosphat-Multikinase 2.7.1.- Tr
myo-Inositol-hexakisphosphat

Glycosyl-Phosphatidylinositol-Ankern (GPI-Anker)

Siehe unter Glycosyl-Phosphatidylinositol-Anker (Abschnitt Glycane). Ausgangsstoff ist das 1-Phosphatidyl-D-myo-inositol.

Allgemeine Hintergrundfarbe für Substrate Hintergrundfarbe Reaktionspfeile „Schlüsselenzyme“
Energiereiche Phosphate Reduktionsäquivalente CO2 / HCO3− C1-Reste Stickstoff

Abk.: Tr.: Transkriptionelle Regulation, Tl.: Regulation der Translation, Lok.: Regulation über die Enzymlokalisation, Kov.: Regulation durch kovalente Modifikation, All.: Allosterische Regulation, Koop.: Kooperativer Effekt, Co.: Cofaktoren, EC: Enzymklassifikation, EG: Enzymgruppe (Oxidoreductase, Transferase, Hydrolase, Lyase, Isomerase, Ligase), Erkr.: Assoziierte Erkrankungen.



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