미오신 라이트 체인 키나제

Myosin light-chain kinase
미오신 라이트 체인 키나아제, 부드러운 근육
식별자
기호MYLK
엔씨비유전자4638
HGNC7590
오밈600922
RefSeqNM_053025
유니프로트Q15746
기타자료
EC 번호2.7.11.18
로커스3번 씨 qcen-q21
미오신 라이트 체인 키나제2, 골격근
SkMLCK.png
S. dubia centrin / 인간 골격근 myosin 라이트 체인 복합체의 결정 구조.[1]
식별자
기호MYLK2
엔씨비유전자85366
HGNC16243
오밈606566
RefSeqNM_033118
유니프로트Q9H1R3
기타자료
로커스20번 씨 Q13.31
미오신 라이트 체인 키나아제 3, 심장
식별자
기호MYLK3
엔씨비유전자91807
HGNC29826
오밈612147
RefSeqNM_182493
유니프로트Q32MK0
기타자료
로커스16번 씨 Q11.2
휴먼 미오신 라이트 체인 키나제
2X4F.pdb.png
인간묘신 라이트 체인 키나제 Loc340156의 결정구조.[2]
식별자
기호MYLK4
엔씨비유전자340156
HGNC27972
RefSeqNM_001012418
유니프로트Q86YV6

MYLK 또는 MLCK로도 알려진 미오신 라이트 체인 키나아제는 특정 미오신 라이트 체인, 즉 미오신 II의 규제 라이트 체인을 인산염화시키는 세린/트레오닌 특이 단백질 키나아제다.[3]

일반 구조 특성

셀 종류에 따라 수많은 다른 도메인이 존재하지만, 모든 MYLK 등본 양식들 사이에 공통되는 몇 가지 특성 도메인이 있다.MYLK에는 ATP 바인딩 도메인이 있는 촉매 코어 도메인이 포함되어 있다.촉매 코어의 양쪽에 칼슘 이온/칼모듈린 결합 부위가 위치한다.이 영역에 칼슘 이온을 결합하면 마이오신 라이트 체인에 대한 MYLK 결합의 친화력이 증가한다.이 myosin 바인딩 도메인은 키나제의 C-Terminus 끝에 위치한다.N-Terminus 끝의 키나아제 반대편에는 액틴 바인딩 도메인이 위치하며, MYLK가 액틴 필라멘트와의 상호작용을 형성하여 제자리에 유지할 수 있다.[4][5]

이소폼스

다음과 같은 네 가지 MYLK ISO 형식이 있다.[6]

함수

이 효소들은 근육의 수축 메커니즘에서 중요하다.일단 사코플라스믹 레티쿨럼이나 세포외 공간에서 근육으로 칼슘 계량(Ca2+)이 유입되면 매끄러운 근육섬유의 수축이 시작될 수 있다.첫째, 칼슘은 차모듈린과 결합할 것이다.[7]칼슘 이온의 유입과 Calmodulin에 대한 결합 후 pp60 SRC(단백질 키나제)는 MYLK의 순응적 변화를 유발하여 이를 활성화하고 세린 잔류물 19에서 미오신 라이트 체인의 인산화 증가를 초래한다.MLC의 인산화 작용은 미오신 크로스 브리지가 액틴 필라멘트에 결합하고 (크로스브리지 사이클을 통해) 수축이 시작될 수 있도록 할 것이다.평활근에는 줄무늬근육처럼 트로포닌 복합체가 들어 있지 않기 때문에 이 메커니즘은 평활근수축을 조절하는 주요 통로다.세포내 칼슘 농도를 감소시키면 MLCK가 비활성화되지만 미오신 라이트 체인이 인산화(ATPase 활성화가 아니라)를 통해 물리적으로 변형되었기 때문에 원활한 근육수축을 멈추지 않는다.부드러운 근육수축을 멈추기 위해서는 이 변화를 되돌릴 필요가 있다.미오신 라이트 체인의 탈인산화(그리고 이후 근육 수축의 종료)는 미오신 라이트 체인 인산염화효소(MLCP)라고 알려진 두 번째 효소의 활동을 통해 발생한다.[8]

업스트림 레귤레이터

단백질 키나아제 C와 ROC 키나아제는 칼슘 이온 섭취를 조절하는데 관여한다; 이 칼슘 이온들은 차례로 MYLK를 자극하여 수축을 강요한다.[9]또한 Ro kinase는 MYLK의 상대 단백질 활동을 하향 조절하여 MYLK의 활동을 조절한다.마이오신 라이트 체인 인산염(MYLP)[10]ROCK은 MYLK의 다운 규제 외에도 액틴 응력섬유를 고농축하는 단백질인 코필린 억제를 통해 액틴/묘신 수축을 간접적으로 강화한다.[11]ROCK과 마찬가지로 단백질 키나아제 C는 MYLP를 하향 조절하는 CPI-17 단백질을 통해 MYLK를 조절한다.[12]

Image shows Myosin Light Chain Kinase protein allosterically activated by Calmodulin; Myosin Light Chain Kinase directly binds to Myosin II and phosphorylates it, causing a contraction. Rho Kinase A inhibits the activity of Myosin Light Chain Phosphatase.
MYLK 구조도 및 규정

돌연변이와 그로 인한 질병

일부 폐질환은 폐세포에서 MYLK가 제 기능을 하지 못해 발생하는 것으로 밝혀졌다.MYLK의 과도한 활동은 인접한 내피 세포와 폐 조직 세포 사이에 기계적 힘의 불균형을 초래한다.불균형은 급성 호흡곤란 증후군을 유발할 수 있는데, 이 증후군은 액체가 연금술로 들어갈 수 있다.[13]세포 내에서 MYLK는 미오신/액틴 응력 섬유 복합체의 수축을 유발하는 내부 당김력 인산화 마이오신 라이트 체인을 제공한다.반대로, 긴밀하고 부속된 결합을 통한 세포-세포 접착과 통합과 초점 접착 단백질을 통한 여분의 세포 매트릭스(ECM)에 고정시키면 바깥쪽으로 당기는 힘이 발생한다.마이오신 라이트 체인은 인접한 셀의 캐더린의 힘에 저항하며 캐더린에 부착된 액틴 응력섬유를 당긴다.그러나 과도한 MYLK로 인해 액틴 응력섬유의 내부 당김력이 세포 접착 분자의 바깥쪽 당김력보다 커지면 조직이 약간 갈라져 새어 나와 액체가 폐로 통하게 될 수 있다.[14]

단백질 키나아제 C(PKC)에 대한 돌연변이가 과도한 MYLP 억제를 초래하여 인산소화 마이오신 라이트 체인에 의한 MYLK의 활동에 대항할 때 허혈-재순환, 고혈압, 관상동맥 질환과 같은 또 다른 원활한 근육 질환의 원인이 된다.미오신 라이트 체인은 활성 PKC에 대한 고유 인산염 절삭 특성이 없기 때문에 미오신 경단백질의 탈인산화를 막아 원활한 근육수축 증가를 유발한다.[12]

참고 항목

참조

  1. ^ Radu, L.; Assairi, L.; Blouquit, Y.; Durand, D.; Miron, S.; Charbonnier, J.B.; Craescu, C.T. (2011). "RCSB Protein Data Bank - Structure Summary for 3KF9 - Crystal structure of the SdCen/skMLCK complex". To be Published. doi:10.2210/pdb3kf9/pdb.
  2. ^ Muniz, J.R.C.; Mahajan, P.; Rellos, P.; Fedorov, O.; Shrestha, B.; Wang, J.; Elkins, J.M.; Daga, N.; Cocking, R.; Chaikuad, A.; Krojer, T.; Ugochukwu, E.; Yue, W.; von Delft, F.; Arrowsmith, C.H.; Edwards, A.M.; Weigelt, J.; Bountra, C.; Gileadi, O.; Knapp, S. (2010). "RCSB Protein Data Bank - Structure Summary for 2X4F - The Crystal Structure of the Human Myosin Light Chain Kinase Loc340156". To be Published. doi:10.2210/pdb2x4f/pdb.
  3. ^ Gao Y, Ye LH, Kishi H, Okagaki T, Samizo K, Nakamura A, Kohama K (June 2001). "Myosin light chain kinase as a multifunctional regulatory protein of smooth muscle contraction". IUBMB Life. 51 (6): 337–44. doi:10.1080/152165401753366087. PMID 11758800. S2CID 46180993.
  4. ^ Khapchaev AY, Shirinsky VP (December 2016). "Myosin Light Chain Kinase MYLK1: Anatomy, Interactions, Functions, and Regulation". Biochemistry. Biokhimiia. 81 (13): 1676–1697. doi:10.1134/S000629791613006X. PMID 28260490. S2CID 11424747.
  5. ^ Stull JT, Lin PJ, Krueger JK, Trewhella J, Zhi G (December 1998). "Myosin Light Chain Kinase: Functional Domains and Structural Motifs". Acta Physiologica. 164 (4): 471–482. doi:10.1111/j.1365-201X.1998.tb10699.x. PMID 9887970.
  6. ^ Manning G, Whyte DB, Martinez R, Hunter T, Sudarsanam S (December 2002). "The protein kinase complement of the human genome". Science. 298 (5600): 1912–34. Bibcode:2002Sci...298.1912M. doi:10.1126/science.1075762. PMID 12471243. S2CID 26554314.
  7. ^ Robinson A, Colbran R (2013). "Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinases". In Lennarz W, Lane D (eds.). Encyclopedia of Biological Chemistry (2nd ed.). Elsevier inc. pp. 304–309. ISBN 978-0-12-378631-9.
  8. ^ Feher J (2017). "Smooth Muscle". Quantitative Human Physiology (2nd ed.). Elsevier inc. pp. 351–361. ISBN 978-0-12-800883-6.
  9. ^ Anjum I (January 2018). "Calcium sensitization mechanisms in detrusor smooth muscles". Journal of Basic and Clinical Physiology and Pharmacology. 29 (3): 227–235. doi:10.1515/jbcpp-2017-0071. PMID 29306925. S2CID 20486807.
  10. ^ Amano M, Nakayama M, Kaibuchi K (September 2010). "Rho-kinase/ROCK: A key regulator of the cytoskeleton and cell polarity". Cytoskeleton. 67 (9): 545–54. doi:10.1002/cm.20472. PMC 3038199. PMID 20803696.
  11. ^ Dudek SM, Garcia JG (October 2001). "Cytoskeletal regulation of pulmonary vascular permeability". Journal of Applied Physiology. 91 (4): 1487–500. doi:10.1152/jappl.2001.91.4.1487. PMID 11568129.
  12. ^ a b Ringvold HC, Khalil RA (2017). "Protein Kinase C as Regulator of Vascular Smooth Muscle Function and Potential Target in Vascular Disorders". Vascular Pharmacology - Smooth Muscle. Advances in Pharmacology. Vol. 78. pp. 203–301. doi:10.1016/bs.apha.2016.06.002. ISBN 978-0-12-811485-8. PMC 5319769. PMID 28212798.
  13. ^ Szilágyi KL, Liu C, Zhang X, Wang T, Fortman JD, Zhang W, Garcia JG (February 2017). "Epigenetic contribution of the myosin light chain kinase gene to the risk for acute respiratory distress syndrome". Translational Research. 180: 12–21. doi:10.1016/j.trsl.2016.07.020. PMC 5253100. PMID 27543902.
  14. ^ Cunningham KE, Turner JR (July 2012). "Myosin Light Chain Kinase: Pulling the Strings of Epithelial Tight Junction Function". Annals of the New York Academy of Sciences. 1258 (1): 34–42. Bibcode:2012NYASA1258...34C. doi:10.1111/j.1749-6632.2012.06526.x. PMC 3384706. PMID 22731713.

추가 읽기


외부 링크

이 기사는 공공영역에 있는 미국 국립 의학 도서관의 텍스트를 통합하고 있다.