Phosphoinositid-3-Kinasen

Die PI-3 Kinase wurde 1985 von Lewis C. Cantley und Kollegen entdeckt.

Phosphoinositid-3-Kinasen (PI3-Kinase, PI3K) sind Enzyme aus der Gruppe der Transferasen, deren Aktivität in sämtlichen eukaryotischen Zellen zu finden ist. Sie gehören nach der EC-Klassifikation zur Klasse 2.7.

Phosphoinositid-3-Kinasen spielen eine wichtige Rolle in der Signaltransduktion und sind an einer Vielzahl von zellulären Schlüsselfunktionen, wie Zellwachstum, Zellproliferation, Migration, Differenzierung, Überleben und Zelladhäsion beteiligt.

PI3K katalysiert die Phosphorylierung der 3’-OH Position am Inositolring von bestimmten Phospholipiden in der Zellmembran, den sogenannten Phosphatidylinositolen. Diese Phosphoinositide, vor allem Phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphat (PIP3), dienen als Andockstellen für weitere Proteine, wie Proteinkinase B (auch AKT genannt) und PDK1. Der wichtigste Signalweg, den die PI3K so aktiviert ist der PI3K/Akt Signalweg. Die PI3K-Signalisierung kann über eine Vielzahl von Methoden aktiviert werden. Sie kann B-Zell Rezeptor (BCR)-abhängig oder -unabhängig (über Rezeptor Tyrosinkinasen, Zytokinrezeptoren) erfolgen. Nach der Rezeptoraktivierung führen akzessorische Moleküle zur Aktivierung von PI3K.

Ein Gegenspieler der PI3K ist die Phosphatase PTEN, die ein wichtiger Tumorsuppressor ist.

Es gibt 3 Klassen von PI3K-Isoformen; jedoch nur die Isoformen der Klasse I phosphorylieren Inositol-Lipide zur Bildung von Second-Messenger Phosphoinositiden und werden mit der Tumorigenese in Verbindung gebracht . Die Klasse I PI3K-Isoformen können in Klasse IA und Klasse IB PI3Ks unterteilt werden (Fruman DA 2004). Klasse IA umfasst p110a, p110b, und p110d (katalytische Domänen), die durch p85, p50 oder p55 (regulatorische Domänen) gebunden sind  Fruman DA 2004). Die Klasse IB besteht ausschließlich aus der p110g (katalytische Domäne), gebunden durch die regulatorische Domäne p101 (Fruman DA 2004).

Einteilung:

• Klasse IA-PI3K (EC 2.7.1.153) Isoformen:  p110α, p110β, p110δ
• Klasse IB-PI3K Isoform: p110γ
• Klasse II-PI3K (EC 2.7.1.154) Isoformen:  PI3K-C2α, PI3K-C2β, PI3K-C2γ
• Klasse III-PI3K (EC 2.7.1.137) Isoform: Vps34

Ein Beispiel für einen PI3K-Inhibitor ist Wortmannin.

Beim Menschen können Veränderungen der Struktur, Aktivität oder Regulation der PI3K zu Krankheiten, wie Allergien, Entzündungsprozessen, Herzkrankheiten sowie Krebs führen.

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