Телок тоже
| Домен Телока | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Генные карты : [1] ; ОМА : - ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Телок тоже | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллографическая структура киназы легкой цепи мышечного миозина из желудка индейки. [ 1 ] | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | МИЛК | ||
| ген NCBI | 4638 | ||
| HGNC | 7590 | ||
| МОЙ БОГ | 600922 | ||
| RefSeq | НМ_053025 | ||
| ЮниПрот | Q5MYA0 | ||
| Другие данные | |||
| Номер ЕС | 2.7.11.18 | ||
| Локус | Хр. 3 q21 | ||
| |||
Телокин (также известный как белок, родственный киназе, или KRP) — это распространенный белок, обнаруженный в гладких мышцах. Он идентичен С-концу киназы легкой цепи миозина . Телокин может играть роль в стабилизации нефосфорилированных нитей гладкомышечного миозина . [ 2 ] [ 3 ] Из-за того, что он представляет собой С-концевой конец киназы легкой цепи миозина гладкой мускулатуры, его называют «телокином» (от комбинации греческих слов «telos» — «конец» и киназы). [ 4 ]
Номенклатура и классификация
[ редактировать ]Систематическое название телокина — АТФ: [легкая цепь миозина] О-фосфотрансфераза, а рекомендуемое название — киназа легкой цепи миозина. ( ЭК 2.7.11.18 ).
Ген MYLK , мышечный член суперсемейства генов иммуноглобулинов , кодирует киназу легкой цепи миозина, которая является кальций/ кальмодулин- зависимым ферментом. Были идентифицированы четыре варианта транскрипта, которые продуцируют четыре изоформы кальций/кальмодулин-зависимого фермента, а также два транскрипта, которые продуцируют две изоформы телокина. Два транскрипта, которые производят две изоформы телокинов, следующие:
- Изоформа 7
- Этот вариант кодирует более короткую изоформу белка, родственного киназе, телокин. Первый экзон соответствует интрону 30, а остальная часть транскрипта соответствует двум последним экзонам гена. Он короче варианта 8 на один кодон в месте сплайсинга между первыми двумя экзонами. Его составляют 153 а.а. Эталонная последовательность NCBI: NP_444259.1. Он происходит от киназы легкой цепи миозина (MYLK) человека (Homo sapiens), вариант транскрипта 7, мРНК, длина которой составляет 2676 п.н. Справочная последовательность NCBI: NM_053031.2.
- Изоформа 8
- Этот вариант кодирует более длинную изоформу белка, родственного киназе, телокин. Он длиннее варианта 7 на один кодон в месте сплайсинга между первыми двумя экзонами. Он состоит из 154 а.к. Эталонная последовательность NCBI: NP_444260.1. Он происходит от киназы легкой цепи миозина (MYLK) человека (Homo sapiens), вариант транскрипта 8, мРНК, длина которой составляет 2679 п.н. Справочная последовательность NCBI: NM_053032.2.
Каталитическая активность и другие функциональные данные
[ редактировать ]Телокин катализирует следующую реакцию:
- АТФ + легкая цепь миозина = АДФ + фосфат легкой цепи миозина. (Тип реакции: перенос фосфогруппы)
Для этого требуется Ca 2+ и кальмодулин для активности. Легкая цепь 20 кДа гладкомышечного миозина фосфорилируется быстрее, чем любой другой акцептор, но легкие цепи других миозинов и сам миозин могут действовать как акцепторы, но медленнее. [ 5 ]
Значения K m телокина homo sapiens составляют 0,018 мМ при 23–25 °C и pH = 7,5. Этот фермент имеет оптимум pH 7,4 и температурный оптимум 30 °C. [ 6 ]
Телокин представляет собой кислый белок со значением PI 4-5 и 17 кДа с аминокислотной последовательностью, идентичной С-концу киназы легкой цепи миозина (MLCK) массой 130 кДа, хотя он экспрессируется как отдельный белок. и продуцируется альтернативным промотором гена MLCK. Телокин транскрибируется со второго промотора, расположенного внутри интрона в 3'-области гена MLCK. [ 7 ] Именно поэтому концентрация телокина (не менее 15 мкМ) выше концентрации КЛЦМ.
Было показано, что телокин связывается с нефосфорилированными миозиновыми нитями и стимулирует сборку миозиновых мини-филаментов in vitro. Основным механизмом инициации сокращения гладких мышц (SM)2 является повышение уровня Ca. 2+ концентрация, приводящая к увеличению фосфорилирования регуляторной легкой цепи миозина (MLC20) массой 20 кДа по Ser-19.
Структура
[ редактировать ]- Первичная структура
- Телокин является внутриклеточным белком и, как таковой, не содержит дисульфидной связи между бета-цепями B и F, обычно наблюдаемой в константных доменах иммуноглобулина. Однако он содержит два аминокислотных остатка цистеина (Cys63 и Cys115), которые расположены в структурно идентичных положениях с теми, которые образуют дисульфидную связь в константном домене иммуноглобулина.
- Вторичная структура
- Телокин содержит 154 аминокислотных остатка, 103 из которых были видны на карте электронной плотности. Телокин и С-концевой домен КЛЦМ демонстрируют сходство аминокислотной последовательности с несколькими совершенно неродственными мышечными белками, такими как тайтин или С-белок . [ 2 ] Общая молекулярная складка телокина состоит из семи нитей антипараллельного бета-складчатого листа, которые закручиваются, образуя бочонок. На N-конце также имеется удлиненный хвост из восьми аминокислотных остатков, который не участвует в образовании бета-листа . Бета -цилиндр можно просто представить как два слоя бета-листа, почти параллельные друг другу, причем один слой содержит четыре, а другой — три бета-нити.
- Домены
- Телокин имеет особый домен, называемый Ig-подобным I-типом (иммуноглобулинподобный промежуточный тип) с длиной 92 остатков от 42 до 133. Вначале считалось, что этот домен относится к Ig-подобному типу C2, но некоторые исследования определили, что его структура имеет общие характеристики с комплектами V и C2, поэтому был изобретен I-тип. Домены такого типа опосредуют адгезию Т-клеток через эктодомен и передачу сигнала. [2]
Распределение тканей
[ редактировать ]Присутствие KRP в различных тканях оценивали с помощью иммуноблоттинга с использованием антител против KRP и анализа его мРНК в нозерн-блоттинге. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] KRP представляет собой богатый белок, специфический для гладких мышц. До сих пор он не был обнаружен в немышечных тканях и поперечно-полосатых мышцах. [ 9 ] Его концентрация в желудочной мышце в 1-12 раз выше, чем у КЛЦМ , и лишь в 2-3 раза меньше, чем у миозина. [ 8 ] Сосудистые мышцы имеют более низкое соотношение KRP/ MLCK . [ 9 ] [ 11 ]
Телокин экспрессируется на очень высоких уровнях в гладких мышцах кишечника, мочевыводящих путей и репродуктивных путей, на более низких уровнях в гладких мышцах сосудов и на неопределяемых уровнях в скелетных или сердечных мышцах или немышечных тканях. Хотя телокин сильно активируется миокардином, а миокардин высоко экспрессируется в гладкомышечных клетках сосудов, экспрессия телокина в этих клетках относительно невелика. Это предполагает, что ингибирующий фактор должен ослаблять активность телокинового промотора в гладкомышечных клетках сосудов. Одним из возможных кандидатов на роль этого ингибирующего фактора является GATA-6. [ 12 ]
Увеличение экспрессии телокинов коррелировало с увеличением экспрессии нескольких других белков, ограниченных гладкими мышцами, включая гладкомышечный миозин и альфа-актин. [ 7 ]
Накапливается у больных астмой (на уровне белка). [ 13 ] Индуцируется фактором некроза опухоли (TNF). [ 14 ] Подавляется андрогенами (например, R1881). [ 15 ]
Функция
[ редактировать ]Телокин выполняет две родственные функции в С-концевом миозинсвязывающем домене киназы легкой цепи миозина гладкой мускулатуры (MLCK). Во-первых, телокин стабилизирует миозиновые нити в присутствии АТФ . Во-вторых, телокин может модулировать уровень фосфорилирования легкой цепи миозина. В этой последней роли было предложено несколько механизмов. Одна из гипотез состоит в том, что фосфорилирование легкой цепи снижается из-за прямой конкуренции KRP и MLCK за миозин, что приводит к потере сокращения. [ 8 ]
Телокин также ингибирует фосфорилирование миозиновых нитей, не влияя при этом на фосфорилирование изолированной регуляторной легкой цепи миозина гладкомышечных клеток (ReLC). Однако когда телокин фосфорилировался с помощью MLCK , индуцированное телокином ингибирование фосфорилирования миозина устранялось, что указывает на существование телокин-зависимого модуляторного пути в регуляции гладких мышц. В этой части надо сказать, что фосфорилирование телокинов может усиливаться концентрацией Са 2+ и кальмодулин.
Родственный киназе белок (телокин) связывается с дефосфорилированным гладким миозином вблизи места соединения стержня и области каталитической головки (SI). Это взаимодействие предотвращается MLCK миозина, катализируемым фосфорилированием , и, наоборот, скорость фосфорилирования миозина , в свою очередь, ингибируется KRP in vitro. [ 8 ] Как следствие этого, in vivo KRP может замедлять скорость фосфорилирования миозина киназой легкой цепи миозина (MLCK) и, следовательно, развитие напряжения. Когда внутриклеточный уровень Ca2+ снижается, KRP также может ускорять мышечную релаксацию за счет снижения соотношения фосфорилированного и фосфорилированного миозина. KRP также является важным структурным регулятором миозиновых нитей. Миозин гладких мышц в физиологических условиях in vitro может адаптироваться к двум относительно различным стабильным конформациям. Когда миозин находится в растянутой конформации, он активен и способен объединяться с другими молекулами миозина с образованием толстых нитей, которые необходимы для эффективного сокращения. При связывании АТФ стержневая часть нефосфорилированной молекулы миозина складывается втрое, так что соединение головка-стержень приближается к середине стержня и стабилизируется там, предположительно за счет взаимодействия как с легкими цепями массой 20 кДа, так и с областью шеи. Это взаимодействие предотвращается КЛЦМ-зависимой легкой цепью. фосфорилирование , приводящее к разворачиванию мономеров миозина и их быстрой полимеризации в нити.
Связывание KRP со свернутым АТФ- связанным дефосфорилированным миозином в области шеи также способствует разворачиванию и образованию нитей, что похоже на фосфорилирование легкой цепи. Это может быть физиологически значимым явлением, учитывая высокую концентрацию АТФ, всегда присутствующую в гладкомышечных клетках. Таким образом, белок, родственный киназе, может играть очень важную роль в расслаблении гладких мышц, поддерживая дефосфорилированный миозин в нитевидном состоянии, готовый к следующему быстрому сократительному ответу. Эксперименты, направленные на проверку этой гипотезы, показали, что в соответствующих условиях небольшого избытка KRP достаточно, чтобы образовать эквимолярный комплекс с гладкомышечным миозином и вызвать его полную полимеризацию в присутствии АТФ . Эксперименты, в которых была проверена эта гипотеза, показали, что в соответствующих условиях небольшого избытка KRP достаточно, чтобы образовать эквимолярный комплекс с гладкомышечным миозином и в присутствии АТФ вызвать его полную полимеризацию . [ 11 ]
Патология
[ редактировать ]Определенные мутации в гене MYLK связаны с аневризмами грудной аорты или расслоением грудной аорты . Это заболевание вызвано мутациями, затрагивающими ген MYLK . Заболевание, характеризующееся стойким расширением грудной аорты, обычно обусловленное дегенеративными изменениями в стенке аорты. В первую очередь это связано с характерным гистологическим проявлением, известным как «медиальный некроз» или «кистозный медиальный некроз Эрдгейма», при котором наблюдается дегенерация и фрагментация эластических волокон, потеря гладкомышечных клеток и накопление базофильного основного вещества. [ 16 ] [ 17 ]
Эффект гипоксии
[ редактировать ]У кошек экспрессия телокинов обратно пропорциональна диаметру артерии, за исключением церебральных артерий, где телокины не наблюдаются. Телокин и легкая цепь миозина равномерно распределены по мелким легочным артериям, однако не колокализуются. Во время гипоксии телокин дефосфорилируется , и легкая цепь миозина становится все более фосфорилированной в гладкомышечных клетках мелких легочных артерий, тогда как в гладкомышечных клетках крупных легочных артерий не происходит никаких изменений в фосфорилировании ни телокинов, ни легких цепей миозина. Когда крупные гладкомышечные клетки легочных артерий подвергались воздействию фенилэфрина , фосфорилирование легкой цепи миозина увеличивалось без изменений в фосфорилировании телокинов. В малых легочных артериях фосфорилированный теломин может способствовать поддержанию расслабления в нестимулированных условиях, тогда как в крупных легочных артериях функция телокина остается неопределенной. [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ PDB : 1FHG ; Холден Х.М., Ито М., Хартсхорн DJ, Rayment I (октябрь 1992 г.). «Определение рентгеновской структуры телокина, С-концевого домена киназы легкой цепи миозина, с разрешением 2,8 А». Дж. Мол. Биол . 227 (3): 840–51. дои : 10.1016/0022-2836(92)90226-А . ПМИД 1404391 .
- ^ Jump up to: а б Собешек А., Андрюхов О.Ю., Незнанский К. (декабрь 1997 г.). «Связанный с киназой белок (телокин) фосфорилируется киназой легкой цепи миозина гладких мышц и модулирует активность киназы» . Биохимический журнал . 328. 328 (2): 425–30. дои : 10.1042/bj3280425 . ПМЦ 1218937 . ПМИД 9371697 .
- ^ Незнанский К., Собешек А. (февраль 1997 г.). «Телокин (родственный киназе белок) модулирует олигомерное состояние киназы легкой цепи гладкомышечного миозина и ее взаимодействие с миозиновыми нитями» . Биохимический журнал . 322. 322 (1): 65–71. дои : 10.1042/bj3220065 . ПМЦ 1218159 . ПМИД 9078244 .
- ^ Ито М., Домбровска Р., Геррьеро В., Хартшорн DJ (август 1989 г.). «Идентификация в желудке индейки кислого белка, родственного С-концевой части киназы легкой цепи миозина гладких мышц» . Журнал биологической химии . 264 (24): 13971–4. дои : 10.1016/S0021-9258(18)71627-X . ПМИД 2760053 .
- ^ «Информация о реакции для EC 2.7.11.18 - киназы легкой цепи миозина» . БРЕНДА .
- ^ «Значения KM для EC 2.7.11.18 - киназы легкой цепи миозина» . БРЕНДА .
- ^ Jump up to: а б Херринг Б.П., Лайонс Дж.Э., Хоггатт А.М., Галлахер П.Дж. (январь 2001 г.). «Экспрессия телокинов ограничена гладкомышечными тканями во время развития мышей» . Американский журнал физиологии. Клеточная физиология . 280 (1): С12-21. дои : 10.1152/ajpcell.2001.280.1.c12 . ПМК 2860107 . ПМИД 11121372 .
- ^ Jump up to: а б с д Ширинский В.П., Воротников А.В., Бирюков К.Г., Нанаев АК, Коллиндж М., Лукас Т.Дж., Селлерс Дж.Р., Уоттерсон Д.М. (1993). «Белок, родственный киназе, стабилизирует нефосфорилированные минифиламенты гладкомышечного миозина в присутствии АТФ» . Ж. Биол. Хим . 268 (22): 16578–83. дои : 10.1016/S0021-9258(19)85458-3 . ПМИД 8344938 .
- ^ Jump up to: а б с Галлахер П.Дж., Herring BP (декабрь 1991 г.). «Карбоксильный конец киназы легкой цепи миозина гладкой мускулатуры экспрессируется как независимый белок, телокин» . Журнал биологической химии . 266 (35): 23945–52. дои : 10.1016/S0021-9258(18)54376-3 . ПМЦ 2836763 . ПМИД 1748667 .
- ^ Коллиндж М., Матрисиан П.Е., Циммер В.Е., Шаттак Р.Л., Лукас Т.Дж., Ван Элдик Л.Дж., Уоттерсон Д.М. (май 1992 г.). «Структура и экспрессия гена кальций-связывающего белка, содержащегося в гене протеинкиназы, регулируемой кальмодулином» . Молекулярная и клеточная биология . 12 (5): 2359–71. дои : 10.1128/mcb.12.5.2359 . ПМК 364408 . ПМИД 1373815 .
- ^ Jump up to: а б Воротников А.В. (1997). «Киназный белок: гладкомышечный миозинсвязывающий белок». Межд. Дж. Биохим. Клеточная Биол . 29 (5): 727–30. дои : 10.1016/S1357-2725(96)00156-2 . ПМИД 9251240 .
- ^ Херринг Б.П., Эль-Мунайри О., Галлахер П.Дж., Инь Ф., Чжоу Дж. (ноябрь 2006 г.). «Регуляция киназы легкой цепи миозина и экспрессии телокинов в гладких мышечных тканях» . Американский журнал физиологии. Клеточная физиология . 291 (5): C817-27. doi : 10.1152/ajpcell.00198.2006 . ПМК 2836780 . ПМИД 16774989 .
- ^ Легийетт Р., Лавиолетт М., Бержерон С., Зитуни Н., Когут П., Солуэй Дж., Качмар Л., Хамид К., Лаузон А.М. (февраль 2009 г.). «Миозин, трансгелин и киназа легкой цепи миозина: экспрессия и функция при астме» . Американский журнал респираторной медицины и медицины интенсивной терапии . 179 (3): 194–204. дои : 10.1164/rccm.200609-1367OC . ПМК 2633053 . ПМИД 19011151 .
- ^ Грэм В.В., Ван Ф., Клейбург Д.Р., Ченг Дж.К., Юн Б., Ван Ю., Лин А., Тернер-младший (сентябрь 2006 г.). «Индуцированная фактором некроза опухоли транскрипция киназы длинной легкой цепи миозина регулируется зависимыми от дифференцировки сигнальными событиями. Характеристика промотора киназы длинной легкой цепи миозина человека» . Журнал биологической химии . 281 (36): 26205–15. дои : 10.1074/jbc.M602164200 . ПМИД 16835238 .
- ^ Левей Н., Фурнье А., Лабри С. (апрель 2009 г.). «Андрогены подавляют киназу легкой цепи миозина в клетках рака простаты человека». Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 114 (3–5): 174–9. дои : 10.1016/j.jsbmb.2009.02.002 . ПМИД 19429448 . S2CID 1695778 .
- ^ Ван Л., Го Д.К., Цао Дж., Гонг Л., Камм К.Е., Регаладо Е., Ли Л., Шете С., Хэ В.К., Чжу М.С., Офферманнс С., Гилкрист Д., Элефтериадес Дж., Стулл Дж.Т., Милевич Д.М. (ноябрь 2010 г.). «Мутации киназы легкой цепи миозина вызывают семейное расслоение аорты» . Американский журнал генетики человека . 87 (5): 701–7. дои : 10.1016/j.ajhg.2010.10.006 . ПМЦ 2978973 . ПМИД 21055718 .
- ^ «вариант VAR_065577» . UniProtKB/SwissProt .
- ^ Мэдден Дж.А., Дантума М.В., Сорокина Е.А., Вейраух Д., Кляйнман Дж.Г. (июнь 2008 г.). «Экспрессия телокина и влияние гипоксии на статус его фосфорилирования в гладкомышечных клетках мелких и крупных легочных артерий». Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 294 (6): L1166–73. дои : 10.1152/ajplung.00375.2007 . ПМИД 18375742 . S2CID 40910005 .