Wikipedia

MYLK

Telokin, poznat i kao protein povezan s kinazom ili KRP, je bogati protein koji se nalazi u glatkim mišićima. Identičan je C-terminalu kinaznog lahkog lanca miozina. Telokin može imati ulogu u stabilizaciji nefosforiliranih miozinskih vlakana glatkih mišića.[2][3] Zbog svog porijekla kao C-terminalnog kraja kinaze lahkog lanca miozina glatkih mišića, naziva se "telokin" (od kombinacije grčkog telos = kraj + kinaza.[4]

MYLK
Identifikatori
Aliasi
Vanjski ID-jeviGeneCards: [1]
Ortolozi
VrsteČovjekMiš
Entrez

n/a

n/a

Ensembl

n/a

n/a

UniProt

n
a

n/a

RefSeq (mRNK)

n/a

n/a

RefSeq (bjelančevina)

n/a

n/a

Lokacija (UCSC)n/an/a
PubMed pretragan/an/a
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjek
Telokin
Kristalna struktura kinaznog lahkog lanca miozina i mišiću ćurećeg želuca.[1]
Identifikatori
SimbolMYLK
NCBI gen4638
HGNC7590
OMIM600922
RefSeqNM_053025
UniProtQ5MYA0
Ostali podaci
EC broj2.7.11.18
LokusHrom. 3 q21
Pretraga za
StruktureSwiss-model
DomeneInterPro

Nomenklatura i klasifikacija

uredi

Sistematski naziv telokina je ATP: miozinski laki lanac O-fosfotransferaza, a njegov preporučeni naziv je kinaza lahkog lanca miozina. (EC 2.7.11.18).

Gen MYLK, mišićni član natporodice imunoglobulinskih gena kodira kinazu lahkog lanca miozina koja je enzim ovisan o kalciju/kalmodulinu. Identificirane su četiri varijante transkripta koje proizvode četiri izoforme enzima ovisnog o kalciju/kalmodulinu, kao i dva transkripta koja proizvode dvije izoforme telokina. Dva transkripta koji proizvode dvije izoforme telokina su sljedeća:

Izoforma 7
Ova varijanta kodira kraću izoformu proteina povezanog s kinazom, telokin. Prvi egzon odgovara intronu 30, a ostatak transkripta odgovara posljednja dva egzona gena. Kraći je od varijante 8 za jedan kodon na mjestu prerade između prva dva egzona. Izrađuje ga 153 aa. NCBI referentni niz: NP_444259.1. Potiče iz kinaze lahkog lanca miozina Homo sapiens (MYLK), varijanta transkripta 7, iRNK, čija je dužina 2676 bp. NCBI referentna sekvenca: NM_053031.2.
Izoforma 8
Ova varijanta kodira dužu izoformu proteina srodnog kinazi, telokin. Duži je od varijante 7 za jedan kodon na mjestu prerade između prva dva egzona. Sastoji se od 154 aa. Referentna sekvenca NCBI: NP_444260.1. Dolazi od kinaze lahkog lanca miozina Homo sapiens (MYLK), varijanta transkripta 8, iRNK , čija je dužina 2679 bp. NCBI referentna sekvenca: NM_053032.2.

Katalitska aktivnost i druge funkcije

uredi

Telokin katalizira sljedeću reakciju:

  • ATP + miozinski lahki lanac = ADP + fosfat lahkog lanca miozina. (Tip reakcije: transfer fosfo-grupe)

Za aktivnost je potreban Ca2+ i kalmodulin. Lahki lanac od 20 kDa iz miozina glatkih mišića fosforilira se brže od bilo kojeg drugog akceptora, ali lahki lanci iz drugih miozina i sam miozin mogu djelovati kao akceptori, ali sporije.[5]

Vrijednosti Km ljudskog telokina su 0,018 mM na 23–25 °C i pH = 7,5. Ovaj enzim ima pH optimum od 7,4 i temperaturni optimum od 30 °C.[6]

Telokin je kiseli protein sa PI vrijednošću od 4-5 i 17-kDa, sa sekvencom aminokiselina koja je identična C-terminalu miozina od 130 kDa, kinaza lahkog lanca (MLCK), iako je izražen kao poseban protein i proizvedena prfeko alternativnog promotora MLCK gena. Telokin se transkribuje sa drugog promotora, koji se nalazi unutar introna, u 3' regiji MLCK gena.[7] I zato je koncentracija telokina (najmanje 15 μM) veća od koncentracije MLCK.

Pokazalo se da se telokin vezuje za nefosforilirane miozinske filamente i da stimulira sklapanje miozinskih mini filamenata in vitro. Glavni mehanizam za pokretanje kontrakcije glatkih mišića (SM)2 je porast koncentracije Ca2+, što rezultira povećanjem fosforilacije 20-kDa regulatornog lahkog lanca miozina (MLC20) na Ser-19.

Struktura

uredi
Primarna struktura
Telokin je unutarćelijski protein i, kao takav, ne sadrži disulfidne veze između beta-lanaca B i F koje se normalno opažaju u konstantnim domenima imunoglobulina. Međutim, sadrži dva aminokiselinska ostatka cisteina (Cys63 i Cys115) koji se nalaze na strukturno identičnim pozicijama onima koji formiraju disulfidnu vezu u konstantnom domenu imunoglobulina.
Sekundarna struktura
Telokin sadrži 154 aminokiselinska ostatka, od kojih su 103 bila vidljiva na mapi elektronske gustoće. Telokin i C-terminalni domen MLCK pokazuju sličnost sekvence aminokiselina sa nekoliko prilično nepovezanih mišićnih proteina kao što su titin ili C-protein.[2] Sveukupno molekulni nabor telokina sastoji se od sedam lanaca antiparalelnog beta-naboranog lista koji se omotaju i formiraju barel. Takođe postoji produženi rep od osam aminokiselinskih ostataka na N-kraju koji ne učestvuje u formiranju beta-listova. Beta-barel se jednostavno može zamisliti kao dva sloja beta-lista, skoro paralelna jedan sa drugim, pri čemu jedan sloj sadrži četiri, a drugi tri beta-lanca.
Domeni
Telokin ima posebni domen zvani Ig-oliki I-tip (Imunoglobulinoliki intermedijarni tip) sa dužinom od 92 ostatka između 42 i 133. Na početku se smatralo da je ovaj domen Ig-oliki don'men C2-tipa, ali neki studije su utvrdile da njegova struktura ima karakteristike V-seta i C2-skupa i zato je predložen I-tip. Ovi tipovi domena posreduju u adheziji T-ćelija preko svog ektodomena i prijenosu signala.[2]

Tkivna distribucija

uredi

Prisustvo KRP-a u različitim tkivima je procijenjeno imunoblotiranjem, korištenjem anti-KRP antitijela, i analizom njegove iRNK u Northern blot testu.[8][9][10] KRP je protein specifičan za glatke mišiće u izobilju. Do sada nije otkriven u nemišićnim tkivima i prugastim mišićima.[9] Njegova koncentracija u mišićima želuca je 10-12 puta veća od MLCK-ove i samo 2-3 puta manja od koncentracije miozina.[8] Vaskularne mišići imaju niži odnos KRP/MLCK.[9][11]

Telokin se eksprimira na vrlo visokim razinama u glatkim mišićima crijeva, mokraćnog istema i reproduktivnog trakta, na nižim razinama u glatkim mišićima krvnih sudova i na neotkrivenim razinama u skeletnim ili srčanim mišićima ili nemišićnim tkivima. Iako je telokin snažno aktiviran miokardinom i miokardin je visoko eksprimiran u vaskularnim glatkim mišićnim ćelijama, u ovim ćelijama postoji relativno mala ekspresija telokina. Ovo sugerira da inhibitorni faktor mora oslabiti aktivnost promotora telokina u vaskularnim glatkim mišićnim ćelijama. Jedan od mogućih kandidata za ovaj inhibitorni faktor je GATA-6[12] Povećanje ekspresije telokina korelira s povećanjem ekspresije nekoliko drugih proteina ograničenih na glatke mišiće, uključujući miozin glatkih mišića i alfa-aktin.[7]

Akumulira se kod osoba sa astmom (na nivou proteina).

Povećanje ekspresije telokina korelira s povećanjem ekspresije nekoliko drugih proteina ograničenih na glatke mišiće, uključujući miozin glatkih mišića i alfa-aktin.[7][13] Induciran ie faktorom tumorske nekroze (TNF).[14] Potiskuje se androgenima (npr. R1881).[15]

Funkcija

uredi

Telokin ima dvije povezane funkcije u domenu glatkih mišića koji vezuje miozin na C-terminalnom dijelu kinaze lahkog lanca miozina (MLCK). Prvo, telokin stabilizira vlakna miozina u prisustvu ATP-aze. Drugo, telokin može modulirati nivo fosforilacije lahkog lanca miozina. U ovoj potonjoj ulozi, predloženo je više mehanizama. Jedna hipoteza je da je fosforilacija lahkog lanca smanjena direktnim nadmetanjem KRP-a i kinaze lahkog lanca miozina za miozin, što rezultira gubitkom kontrakcije.[8]

Telokin takođe inhibira fosforilaciju miozinskih filamenata, dok nema efekta na fosforilaciju izolovanog regulacionog lakog lanca miozina glatkih mišića (ReLC). Međutim, kada je telokin fosforiliran pomoću MLCK, telokin-indukovana inhibicija fosforilacije miozina je uklonjena, što ukazuje na postojanje modulatornog puta zavisnog od telokin u regulaciji glatkih mišića. U ovom dijelu treba reći da fosforilacija telokina može biti pojačana koncentracijom Ca2+ i kalmodulina.

Protein vezan za kinazu (telokin) vezuje se za defosforilirani miozin glatkih mišića blizu spoja između štapića i katalititsog regiona glave (S-I). Ovu interakciju sprečava MLCK katalizirana fosforilacija miozina i obrnuto, brzina fosforilacija miozina je zauzvrat inhibirana KRP in vitro.[8] Kao posljedica ovoga, in vivo KRP bi mogao usporiti brzinu fosforilacije miozina pomoću kinaze lahkog lanca miozina (MLCK) i, prema tome, razvoj napetosti. Kada se nivo unutarćelijskogog Ca2+ smanjuje, KRP također može ubrzati opuštanje mišića, snižavanjem omjera fosforiliranog i nefosforiliranog miozina. KRP je takođe važan strukturni regulator miozinskih filamenata. Miozin glatkih mišića, u fiziološkim uslovima in vitro, može prilagoditi dvije relativno i različite stabilne konformacije. Kada je miozin u proširenoj konformaciji, aktivan je i sposoban da se kombinuje sa drugim molekulama miozina da formira debele filamente koji su fundamentalni za efikasnu kontrakciju. Nakon vezivanja ATPaze, dio vlakna nefosforilirae molekule miozina se savija na trećinu, tako da se spoj glava-filament dovodi blizu sredine niti i tamo stabilizira, vjerovatno interakcijom sa svjetlošću od 20 KDa lancima i predjelu vrata. Ovu interakciju sprečava lahki lanac zavisan od MLCK fosforilacija, što rezultira rasklapanjem miozinskih monomera i njihovom brzom polimerizacijom u filamente. Vezivanje KRP-a za presavijenu regiju vrata, ATP-vezani defosforilisani miozin takođe podstiče odvijanje i formiranje filamenta, tako da izgleda kao fosforilacija lakog lanca. Ovo bi mogao biti fiziološki značajan fenomen s obzirom na visoku koncentraciju ATP koja je uvijek prisutna u glatkim mišićnim ćelijama. Dakle, protein povezan s kinazom može imati vrlo važnu ulogu u relaksiranim glatkim mišićima, održavajući defosforilirani miozin u vlaknastom stanju spremnim za sljedeći brzi kontraktilni odgovor. Eksperimenti sa ciljem testiranja ove hipoteze pokazali su da je pod odgovarajućim uslovima mali višak KRP dovoljan da formira ekvimolarnog kompleksa sa miozinom glatkih mišića i da izazove njegovu potpunu polimerizaciju u prisustvu ATP-aze. Eksperimenti u kojima je testirana ova hipoteza, pokazali su da je u odgovarajućim uslovima mali višak KRP dovoljan da formira ekvimolarni kompleks sa miozinom glatkih mišića i u prisustvu ATP izaziva njegovu potpunu polimerizaciju .[11]

Klinički značaj

uredi

Određene mutacije u genu MYLK povezane su sa aneurizmom ili disekcijom grudne aorte. Ova bolest uzrokovana je mutacijama koje utiču na gen MYLK. Bolest koju karakterizira trajna dilatacija toraksne aorte obično zbog degenerativnih promjena na njenom zidu. Prvenstveno je povezana sa karakterističnim histološkim izgledom poznatim kao 'medijalna nekroza' ili 'erdheim cistična medijalna nekroza' u kojoj dolazi do degeneracije i fragmentacije elastičnih vlakana, gubitka glatkih mišićnih ćelija i akumulacije bazofilne osnovne supstance.[16][17]

Efekat hipoksije

uredi

Kod mačaka, ekspresija telokina varira obrnuto s promjerom arterije, osim za cerebralne arterije gdje se telokin ne opaža. Telokin i lahki lanac miozina ravnomjerno su raspoređeni kroz male plućne arterije, ali se ne kolokaliziraju. Tokom hipoksije, telokin defosforilizira i lahki lanci miozina postaju sve više fosforilisani u glatkim mišićnim ćelijama malih plućnih arterija, dok u glatkim mišićnim ćelijama velikih plućnih arterija nema fosforilacijskih promjena ni lahkog lanca telokina ni miozina. Kada su glatke mišićne ćelije velikih plućnih arterija bile izložene fenilefrinu, povećala se fosforilacija lahkog lanca miozina bez promjene u fosforilaciji telokina. U malim plućnim arterijama, fosforilirani telokin može pomoći u održavanju opuštanja u nestimuliranim uvjetima, dok u velikim plućnim arterijama funkcija telokina ostaje neodređena.[18]

Reference

uredi
  1. ^ PDB 1FHG; Holden HM, Ito M, Hartshorne DJ, Rayment I (October 1992). "X-ray structure determination of telokin, the C-terminal domain of myosin light chain kinase, at 2.8 A resolution". J. Mol. Biol. 227 (3): 840–51. doi:10.1016/0022-2836(92)90226-A. PMID 1404391.
  2. ^ a b Sobieszek A, Andruchov OY, Nieznanski K (Dec 1997). "Kinase-related protein (telokin) is phosphorylated by smooth-muscle myosin light-chain kinase and modulates the kinase activity". The Biochemical Journal. 328. 328 (2): 425–30. doi:10.1042/bj3280425. PMC 1218937. PMID 9371697.
  3. ^ Nieznanski K, Sobieszek A (Feb 1997). "Telokin (kinase-related protein) modulates the oligomeric state of smooth-muscle myosin light-chain kinase and its interaction with myosin filaments". The Biochemical Journal. 322. 322 (1): 65–71. doi:10.1042/bj3220065. PMC 1218159. PMID 9078244.
  4. ^ Ito M, Dabrowska R, Guerriero V, Hartshorne DJ (Aug 1989). "Identification in turkey gizzard of an acidic protein related to the C-terminal portion of smooth muscle myosin light chain kinase". The Journal of Biological Chemistry. 264 (24): 13971–4. PMID 2760053.
  5. ^ "Reaction information for EC 2.7.11.18 - myosin-light-chain kinase". BRENDA.
  6. ^ "KM values for EC 2.7.11.18 - myosin-light-chain kinase". BRENDA.
  7. ^ a b c Herring BP, Lyons GE, Hoggatt AM, Gallagher PJ (Jan 2001). "Telokin expression is restricted to smooth muscle tissues during mouse development". American Journal of Physiology. Cell Physiology. 280 (1): C12-21. doi:10.1152/ajpcell.2001.280.1.c12. PMC 2860107. PMID 11121372.
  8. ^ a b c d Shirinsky VP, Vorotnikov AV, Birukov KG, Nanaev AK, Collinge M, Lukas TJ, Sellers JR, Watterson DM (1993). "A kinase-related protein stabilizes unphosphorylated smooth muscle myosin minifilaments in the presence of ATP". J. Biol. Chem. 268 (22): 16578–83. PMID 8344938.
  9. ^ a b c Gallagher PJ, Herring BP (Dec 1991). "The carboxyl terminus of the smooth muscle myosin light chain kinase is expressed as an independent protein, telokin". The Journal of Biological Chemistry. 266 (35): 23945–52. PMC 2836763. PMID 1748667.
  10. ^ Collinge M, Matrisian PE, Zimmer WE, Shattuck RL, Lukas TJ, Van Eldik LJ, Watterson DM (May 1992). "Structure and expression of a calcium-binding protein gene contained within a calmodulin-regulated protein kinase gene". Molecular and Cellular Biology. 12 (5): 2359–71. doi:10.1128/mcb.12.5.2359. PMC 364408. PMID 1373815.
  11. ^ a b Vorotnikov AV (1997). "Kinase-related protein: a smooth muscle myosin-binding protein". Int. J. Biochem. Cell Biol. 29 (5): 727–30. doi:10.1016/S1357-2725(96)00156-2. PMID 9251240.
  12. ^ Herring BP, El-Mounayri O, Gallagher PJ, Yin F, Zhou J (Nov 2006). "Regulation of myosin light chain kinase and telokin expression in smooth muscle tissues". American Journal of Physiology. Cell Physiology. 291 (5): C817-27. doi:10.1152/ajpcell.00198.2006. PMC 2836780. PMID 16774989.
  13. ^ Léguillette R, Laviolette M, Bergeron C, Zitouni N, Kogut P, Solway J, Kachmar L, Hamid Q, Lauzon AM (Feb 2009). "Myosin, transgelin, and myosin light chain kinase: expression and function in asthma". American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 179 (3): 194–204. doi:10.1164/rccm.200609-1367OC. PMC 2633053. PMID 19011151.
  14. ^ Graham WV, Wang F, Clayburgh DR, Cheng JX, Yoon B, Wang Y, Lin A, Turner JR (Sep 2006). "Tumor necrosis factor-induced long myosin light chain kinase transcription is regulated by differentiation-dependent signaling events. Characterization of the human long myosin light chain kinase promoter". The Journal of Biological Chemistry. 281 (36): 26205–15. doi:10.1074/jbc.M602164200. PMID 16835238.
  15. ^ Léveillé N, Fournier A, Labrie C (Apr 2009). "Androgens down-regulate myosin light chain kinase in human prostate cancer cells". The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 114 (3–5): 174–9. doi:10.1016/j.jsbmb.2009.02.002. PMID 19429448. S2CID 1695778.
  16. ^ Wang L, Guo DC, Cao J, Gong L, Kamm KE, Regalado E, Li L, Shete S, He WQ, Zhu MS, Offermanns S, Gilchrist D, Elefteriades J, Stull JT, Milewicz DM (Nov 2010). "Mutations in myosin light chain kinase cause familial aortic dissections". American Journal of Human Genetics. 87 (5): 701–7. doi:10.1016/j.ajhg.2010.10.006. PMC 2978973. PMID 21055718.
  17. ^ "variant VAR_065577". UniProtKB/SwissProt.
  18. ^ Madden JA, Dantuma MW, Sorokina EA, Weihrauch D, Kleinman JG (Jun 2008). "Telokin expression and the effect of hypoxia on its phosphorylation status in smooth muscle cells from small and large pulmonary arteries". American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 294 (6): L1166–73. doi:10.1152/ajplung.00375.2007. PMID 18375742.
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=MYLK&oldid=3397121"