The crystal structure of PI4 kinase

Abstract

Phosphatidylinositol 4-kinases (PI4K/PI4-kinases) catalyse the production of phosphatidylinositol 4-phosphate (PtdIns4P), the first step in the generation of higher phosphoinositides. PtdIns4P is an essential precursor in the production of second messengers, Ins(1,4,5)P3 and diacylglycerol, in a receptor activated phospholipase C signalling pathway. Moreover, PtdIns4P itself regulates conserved compartment-specific biological processes, mainly via recruiting a broad spectra of effector proteins. Because PI4-kinases have a central position in PtdIns4P synthesis on a surface of intracellular membranes, they are implicated in a wide range of PtdIns4P-induced processes such as lipid transport and metabolism, intracellular trafficking processes and cargo sorting, membrane and cytoskeleton remodelling events, signal transduction and many others. In mammals, two types of PI4-kinases were identified: type II and type III. Both types do not bear high sequence similarity to each other and, therefore, they possess diverse biochemical properties. In order to elucidate their structural relationship to other lipid kinases, structural analysis is highly demanded. The structural characterisation of individual PI4-kinases could also clarify the catalytic mechanism of PtdIns4P synthesis. Furthermore, information...

Fosfatidylinositol 4-kinázy (PI4K/PI4-kinázy) katalyzují produkci fosfatidylinositol 4- fosfátu (PtdIns4P), první krok v tvorbě vyšších fosfoinositidů. Fosfatidylinositol 4-fosfát je esenciálním prekurzorem pro tvorbu druhých poslů, fosfatidylinositol(1,4,5)trifosfátu a diacylglycerolu, které vznikají v signalizační dráze zahájené receptorem aktivovanou fosfolipázou C. Kromě toho fosfatidylinositol 4-fosfát reguluje procesy specificky se odehrávající v buněčných kompartmentech a to prostřednictvím vazby širokého spektra efektorových molekul na membránu. Jelikož PI4-kinázy mají ústřední pozici v tvorbě fosfatidylinositol 4-fosfátu probíhající na povrchu intracelulárních membrán, jsou tímto způsobem zodpovědné za procesy zprostředkované fosfatidylinositol 4-fosfátem jako například transport lipidů a jejich metabolizmus, transportní procesy v buňce a řízení transportovaného nákladu, remodelace membrán a cytoskeletu, přenos signálu do buňky a mnoho jiných. U savců byly identifikovány dva druhy PI4-kináz: typu II a typu III. Tyto typy kináz si nejsou sekvenčně podobné, a proto mají odlišné biochemické vlastnosti. Abychom objasnili strukturní příbuznost PI4-kináz, je zapotřebí strukturní analýzy. Strukturní charakterizace jednotlivých PI4-kináz by taktéž umožnila objasnit mechanizmus katalýzy vzniku...