Inositoltrisphosphat, allgemein als InsP3 oder IP3 abgekürzt, ist ein kleines Signalmolekül, das Zellen als sekundären Botenstoff in einem Signalweg verwenden. Es besteht aus einem zentralen Sechs-Kohlenstoff-Ring mit drei Hydroxyl-(OH)-Gruppen und drei Phosphat-(PO4)2-Gruppen, wobei sich eine Gruppe von jedem der Kohlenstoffatome im Ring erstreckt. Die Phosphatgruppen sind an das erste, vierte und fünfte Kohlenstoffatom gebunden, was dem Molekül den spezifischeren Namen Inositol-1,4,5-triphosphat gibt.
Während es in der Zellmembran erzeugt wird, ist es ein polares Molekül mit einer Ladung von -6. Es ist daher in der Lage, die Membran zu verlassen, um durch das Zytoplasma zu wandern. Diese Aktion ist notwendig, damit das Molekül an seinen Rezeptor binden kann, einen Glykoprotein-Kalziumionenkanal in der Membran einer separaten Organelle – entweder des endoplasmatischen Retikulums oder des sarkoplasmatischen Retikulums.
Inositoltrisphosphat spielt eine wesentliche Rolle im Stoffwechselweg, der von den alpha-1 (a1)-adrenergen Rezeptoren initiiert wird, die als Reaktion auf Epinephrin eine Kontraktion der glatten Muskulatur bewirken. Dieser Weg verengt die Blutgefäße in der Haut, im Verdauungssystem, in den Nieren und in einigen Teilen des Gehirns während der Kampf-oder-Flucht-Reaktion des Körpers. Es kommt sowohl im zentralen Nervensystem als auch im peripheren Nervensystem vor.
Der Weg, an dem Inositoltriphosphat beteiligt ist, beginnt mit der Freisetzung eines Liganden oder Hormons in den Blutkreislauf. Das Hormon initiiert den Signalweg, indem es an einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor (GPCR) bindet, ein Protein, das in die Zellmembran eingebettet und mit dem G-Protein verbunden ist. Bei Bindung an das Hormon durchläuft der Rezeptor eine Konformationsänderung, die das G-Protein aktiviert, das zur Energiegewinnung an Guanosintriphosphat (GTP) bindet. Das aktivierte G-Protein wandert durch die Zellmembran, um an das Enzym Phospholipase C zu binden und es zu aktivieren. Dieses Enzym zerlegt das Membranphospholipidmolekül Phosphatidylinositol 4,5-Bisphosphat in zwei kleinere Moleküle: Diacylglycerin und Inositoltriphosphat.
Diacylglycerol bleibt in der Membran, während Inositoltriphosphat durch das Zytoplasma der Zelle wandert, um an einen Kalziumkanal auf der Membran einer der Zellorganellen zu binden. Je nach Zelltyp bindet Inositoltrisphosphat an den Kanal entweder an der Oberfläche des endoplasmatischen Retikulums oder am sarkoplasmatischen Retikulum. In beiden Fällen öffnet Inositoltriphosphat den Kanal und setzt Calcium 2+ -Ionen in die Zelle frei. Diese Ionen verbünden sich mit dem Diacylglycerin in der Membran, um an ein anderes Enzym zu binden und es zu aktivieren, die Proteinkinase C, die andere Proteine phosphoryliert und die Gesamtantwort der Zelle auf den Hormonbotenstoff auslöst.