Киназа легкой цепи миозина - Myosin light-chain kinase

Киназа легкой цепи миозина, гладкая мышца
Идентификаторы
СимволMYLK
Ген NCBI4638
HGNC7590
OMIM600922
RefSeqNM_053025
UniProtQ15746
Прочие данные
Номер ЕС2.7.11.18
LocusChr. 3 qcen-q21
киназа легкой цепи миозина 2, скелетная мышца
SkMLCK.png
Кристаллическая структура S. dubia центрин / Комплекс легких цепей миозина скелетных мышц человека.[1]
Идентификаторы
СимволMYLK2
Ген NCBI85366
HGNC16243
OMIM606566
RefSeqNM_033118
UniProtQ9H1R3
Прочие данные
LocusChr. 20 q13.31
киназа легкой цепи миозина 3, сердечный
Идентификаторы
СимволMYLK3
Ген NCBI91807
HGNC29826
OMIM612147
RefSeqNM_182493
UniProtQ32MK0
Прочие данные
LocusChr. 16 q11.2
Киназа легкой цепи миозина человека
2X4F.pdb.png
Кристаллическая структура киназы легкой цепи миозина человека Loc340156.[2]
Идентификаторы
СимволMYLK4
Ген NCBI340156
HGNC27972
RefSeqNM_001012418
UniProtQ86YV6

Киназа легкой цепи миозина также известный как MYLK или же MLCK это серин / треонин-специфическая протеинкиназа который фосфорилаты особый легкая цепь миозина, а именно регуляторную легкую цепь миозин II.[3]

Общие конструктивные особенности

Хотя существует множество различных доменов в зависимости от типа клетки, существует несколько характерных доменов, общих для всех изоформ MYLK. MYLK содержат основной каталитический домен с доменом связывания АТФ. По обе стороны от каталитического ядра расположены сайты связывания ионов кальция и кальмодулина. Связывание иона кальция с этим доменом увеличивает сродство связывания MYLK с легкой цепью миозина. Этот миозин-связывающий домен расположен на С-конце киназы. С другой стороны от киназы на N-конце находится актин-связывающий домен, который позволяет MYLK взаимодействовать с актиновыми филаментами, удерживая его на месте.[4][5]

Изоформы

Существуют четыре разные изоформы MYLK:[6]

  • MYLK1 - гладкая мышца
  • MYLK2 - скелетный
  • MYLK3 - сердечный
  • MYLK4 - Роман

Функция

Эти ферменты важны в механизме сокращения в мышца. Когда есть приток кальций катионы (Ca2+) в мышцу, либо из саркоплазматический ретикулум или из внеклеточное пространство может начаться сокращение гладких мышечных волокон. Во-первых, кальций свяжется с кальмодулин.[7] После поступления ионов кальция и связывания с кальмодулином, pp60 SRC (протеинкиназа) вызывает конформационное изменение MYLK, активируя его и приводя к увеличению фосфорилирования легкая цепь миозина в серин остаток 19. Фосфорилирование MLC позволит миозину поперечный мост привязать к актиновая нить и позвольте сокращению начаться (через цикл через мост ). Поскольку гладкие мышцы не содержат тропонин сложный, как поперечно-полосатые мышцы Однако этот механизм является основным путем регулирования сокращения гладких мышц. Снижение внутриклеточной концентрации кальция инактивирует КЛЦМ, но не останавливает сокращение гладких мышц, поскольку легкая цепь миозина была физически модифицирована посредством фосфорилирования (а не посредством активности АТФазы). Чтобы остановить сокращение гладких мышц, необходимо обратить это изменение. Дефосфорилирование легкой цепи миозина (и последующее прекращение мышечного сокращения) происходит за счет активности второго фермента, известного как фосфатаза легкой цепи миозина (MLCP).[8]

Регуляторы разведки и добычи

Протеинкиназа C и ROC-киназа участвуют в регулировании поступления ионов кальция; эти ионы кальция, в свою очередь, стимулируют MYLK, вызывая сокращение.[9] Rho-киназа также модулирует активность MYLK, подавляя активность аналогичного белка MYLK: фосфатазы легкой цепи миозина (MYLP).[10] Помимо подавления MYLK, ROCK косвенно усиливает сокращение актина / миозина за счет ингибирования Cofilin, белка, который деполимеризует актиновые стрессовые волокна.[11] Подобно ROCK, протеинкиназа C регулирует MYLK через белок CPI-17, который подавляет MYLP.[12]

На изображении показан белок киназы легкой цепи миозина, аллостерически активируемый кальмодулином; Киназа легкой цепи миозина напрямую связывается с миозином II и фосфорилирует его, вызывая сокращение. Rho-киназа A подавляет активность фосфатазы легкой цепи миозина.
Структурная схема и регулирование MYLK

Мутации и возникающие в результате болезни

Было обнаружено, что некоторые легочные нарушения возникают из-за неспособности MYLK правильно функционировать в клетках легких. Чрезмерная активность MYLK создает дисбаланс механических сил между соседними эндотелиальный и клетки легочной ткани. Дисбаланс может привести к острый респираторный дистресс-синдром, в котором жидкость может проходить в альвеолы.[13] Внутри клеток MYLK обеспечивает притягивающую внутрь силу, фосфорилируя легкую цепь миозина, вызывая сокращение комплекса стрессовых волокон миозина / актина. И наоборот, межклеточная адгезия через плотную и прилипает к стыкам вместе с привязкой к внеклеточный матрикс (ECM) через интегрины и белки фокальной адгезии приводит к вытягивающей силе наружу. Легкая цепь миозина тянет актиновое стрессовое волокно, прикрепленное к кадгерину, сопротивляясь силе соседних клеток. кадгерин. Однако, когда сила притяжения внутрь актинового стрессового волокна становится больше, чем сила притяжения наружу молекул клеточной адгезии из-за сверхактивного MYLK, ткани могут слегка раздвигаться и протекать, что приводит к прохождению жидкости в легкие.[14]

Другой источник нарушений гладкой мускулатуры, например ишемия – реперфузия, гипертония, и ишемическая болезнь сердца возникают, когда мутации в протеинкиназа C (PKC) приводит к чрезмерному ингибированию MYLP, что противодействует активности MYLK, дефосфорилируя легкую цепь миозина. Поскольку легкая цепь миозина не обладает свойством расщепления фосфатов по сравнению с активным PKC, предотвращает дефосфорилирование легкого белка миозина, оставляя его в активированной конформации, вызывая увеличение сокращения гладких мышц.[12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Radu, L .; Assairi, L .; Blouquit, Y .; Durand, D .; Мирон, С .; Charbonnier, J.B .; Craescu, C.T. (2011). «Банк данных белка RCSB - Резюме структуры для 3KF9 - Кристаллическая структура комплекса SdCen / skMLCK». Будут опубликованы. Дои:10.2210 / pdb3kf9 / pdb.
  2. ^ Muniz, J.R.C .; Mahajan, P .; Rellos, P .; Федоров, О .; Shrestha, B .; Wang, J .; Elkins, J.M .; Daga, N .; Взведение, Р .; Чайкуад, А .; Krojer, T .; Ugochukwu, E .; Юэ, З .; фон Делфт, Ф .; Arrowsmith, C.H .; Эдвардс, AM; Weigelt, J .; Bountra, C .; Gileadi, O .; Кнапп, С. (2010). "Банк данных белка RCSB - Резюме структуры для 2X4F - Кристаллическая структура киназы легкой цепи миозина человека Loc340156". Будут опубликованы. Дои:10.2210 / pdb2x4f / pdb.
  3. ^ Гао Й, Е Л. Х., Киши Х, Окагаки Т., Самизо К., Накамура А., Кохама К. (июнь 2001 г.). «Киназа легкой цепи миозина как многофункциональный белок, регулирующий сокращение гладких мышц». IUBMB Life. 51 (6): 337–44. Дои:10.1080/152165401753366087. PMID  11758800. S2CID  46180993.
  4. ^ Хапчаев А.Ю., Ширинский В.П. (декабрь 2016 г.). «Киназа легкой цепи миозина MYLK1: анатомия, взаимодействия, функции и регуляция». Биохимия. Биохимия. 81 (13): 1676–1697. Дои:10.1134 / S000629791613006X. PMID  28260490. S2CID  11424747.
  5. ^ Стулл Дж. Т., Лин П. Дж., Крюгер Дж. К., Тревелла Дж., Чжи Дж. (Декабрь 1998 г.). «Киназа легкой цепи миозина: функциональные домены и структурные мотивы». Acta Physiologica. 164 (4): 471–482. Дои:10.1111 / j.1365-201X.1998.tb10699.x. PMID  9887970.
  6. ^ Мэннинг Дж., Уайт Д. Б., Мартинес Р., Хантер Т., Сударсанам С. (декабрь 2002 г.). «Комплемент протеинкиназы генома человека». Наука. 298 (5600): 1912–34. Bibcode:2002Наука ... 298.1912М. Дои:10.1126 / science.1075762. PMID  12471243. S2CID  26554314.
  7. ^ Робинсон А., Колбран Р. (2013). «Кальций / кальмодулин-зависимые протеинкиназы». В Lennarz W, Lane D (ред.). Энциклопедия биологической химии (2-е изд.). Elsevier inc. С. 304–309. ISBN  978-0-12-378631-9.
  8. ^ Фехер Дж (2017). "Гладкая мышца". Количественная физиология человека (2-е изд.). Elsevier inc. С. 351–361. ISBN  978-0-12-800883-6.
  9. ^ Анджум I (январь 2018 г.). «Механизмы сенсибилизации кальцием в гладких мышцах детрузора». Журнал фундаментальной и клинической физиологии и фармакологии. 29 (3): 227–235. Дои:10.1515 / jbcpp-2017-0071. PMID  29306925. S2CID  20486807.
  10. ^ Амано М., Накаяма М., Кайбути К. (сентябрь 2010 г.). «Rho-kinase / ROCK: ключевой регулятор цитоскелета и полярности клеток». Цитоскелет. 67 (9): 545–54. Дои:10.1002 / см. 20472. ЧВК  3038199. PMID  20803696.
  11. ^ Дудек С.М., Гарсия Дж. Г. (октябрь 2001 г.). «Цитоскелетная регуляция проницаемости легочных сосудов». Журнал прикладной физиологии. 91 (4): 1487–500. Дои:10.1152 / jappl.2001.91.4.1487. PMID  11568129.
  12. ^ а б Рингволд ХК, Халил Р.А. (2017). «Протеинкиназа C как регулятор функции гладких мышц сосудов и потенциальная цель при сосудистых заболеваниях». Сосудистая фармакология - гладкие мышцы. Успехи фармакологии. 78. С. 203–301. Дои:10.1016 / bs.apha.2016.06.002. ISBN  978-0-12-811485-8. ЧВК  5319769. PMID  28212798.
  13. ^ Szilágyi KL, Liu C, Zhang X, Wang T, Fortman JD, Zhang W, Garcia JG (февраль 2017 г.). «Эпигенетический вклад гена киназы легкой цепи миозина в риск острого респираторного дистресс-синдрома». Трансляционные исследования. 180: 12–21. Дои:10.1016 / j.trsl.2016.07.020. ЧВК  5253100. PMID  27543902.
  14. ^ Каннингем К.Э., Тернер-младший (июль 2012 г.). "Киназа легкой цепи миозина: натягивает нити функции плотного соединения эпителия". Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1258 (1): 34–42. Bibcode:2012НЯСА1258 ... 34С. Дои:10.1111 / j.1749-6632.2012.06526.x. ЧВК  3384706. PMID  22731713.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

Эта статья включает текст из Национальная медицинская библиотека США, который находится в всеобщее достояние.