Telokin
| Identyfikatory | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| domeny Telokin | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikatory zewnętrzne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidane | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Telokin | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Struktura krystalograficzna mięśniowej kinazy łańcucha lekkiego miozyny z żołądka indyka.
| |||||||
| Identyfikatory | |||||||
| Symbol | MYŁK | ||||||
| gen NCBI | 4638 | ||||||
| HGNC | 7590 | ||||||
| OMIM | 600922 | ||||||
| RefSeq | NM_053025 | ||||||
| UniProt | Q5MYA0 | ||||||
| Inne dane | |||||||
| numer WE | 2.7.11.18 | ||||||
| Umiejscowienie | Chr. 3 q21 | ||||||
| |||||||
Telokin (znany również jako białko związane z kinazą lub KRP) jest obfitym białkiem występującym w mięśniach gładkich. Jest identyczny z końcem C kinazy łańcucha lekkiego miozyny . Telokin może odgrywać rolę w stabilizacji niefosforylowanych miozyny mięśni gładkich . Ze względu na swoje pochodzenie jako C-końcowy koniec kinazy lekkiego łańcucha miozyny mięśni gładkich, jest nazywany „telokinem” (z połączenia greckich słów telos, „koniec” i kinaza).
Nazewnictwo i klasyfikacja
Nazwa systematyczna Telokina to ATP: [łańcuch lekki miozyny] O-fosfotransferaza, a zalecana nazwa to kinaza łańcucha lekkiego miozyny. ( WE 2.7.11.18 ).
Gen MYLK , mięsień należący do nadrodziny genów immunoglobulin , koduje kinazę łańcucha lekkiego miozyny, która jest enzymem zależnym od wapnia/ kalmoduliny . Zidentyfikowano cztery warianty transkryptu, które wytwarzają cztery izoformy enzymu zależnego od wapnia/kalmoduliny, a także dwa transkrypty, które wytwarzają dwie izoformy telokiny. Dwa transkrypty, które wytwarzają dwie izoformy telokin, są następujące:
- Izoforma 7
- Ten wariant koduje krótszą izoformę białka związanego z kinazą, telokin. Pierwszy ekson odpowiada intronowi 30, a pozostała część transkryptu odpowiada dwóm ostatnim eksonom genu. Jest krótszy od wariantu 8 o jeden kodon w miejscu splicingu między dwoma pierwszymi egzonami. Jest wykonany przez 153 aa. Sekwencja referencyjna NCBI: NP_444259.1. Pochodzi z kinazy łańcucha lekkiego Homo sapiens miozyny (MYLK), wariant transkryptu 7, mRNA, którego długość wynosi 2676 bp. Sekwencja referencyjna NCBI: NM_053031.2.
- izoforma 8
- Ten wariant koduje dłuższą izoformę białka związanego z kinazą, telokin. Jest dłuższy niż wariant 7 o jeden kodon w miejscu splicingu między dwoma pierwszymi egzonami. Składa się ze 154 aa. Sekwencja referencyjna NCBI: NP_444260.1. Pochodzi z kinazy łańcucha lekkiego Homo sapiens miozyny (MYLK), wariant transkryptu 8, mRNA, którego długość wynosi 2679 bp. Sekwencja referencyjna NCBI: NM_053032.2.
Aktywność katalityczna i inne dane funkcjonalne
Telokin katalizuje następującą reakcję:
- ATP + łańcuch lekki miozyny = ADP + fosforan lekkiego łańcucha miozyny. (Typ reakcji: przeniesienie grupy fosforanowej)
wymaga Ca 2+ i kalmoduliny . Łańcuch lekki o masie 20 kDa z miozyny mięśni gładkich jest fosforylowany szybciej niż jakikolwiek inny akceptor, ale łańcuchy lekkie z innych miozyn i sama miozyna mogą działać jako akceptory, ale wolniej.
K m homo sapiens telokin wynoszą 0,018 mM w temperaturze 23–25 ° C i pH = 7,5. Enzym ten ma optimum pH 7,4 i optimum temperaturowe 30°C.
Telokin jest kwaśnym białkiem o wartości PI 4-5 i 17 kDa, z sekwencją aminokwasową identyczną z C-końcem kinazy łańcucha lekkiego miozyny (MLCK) o masie cząsteczkowej 130 kDa, chociaż jest wyrażany jako oddzielne białko i wytwarzany przez alternatywny promotor genu MLCK. Telokin jest transkrybowany z drugiego promotora, zlokalizowanego w obrębie intronu, w regionie 3' genu MLCK. I dlatego stężenie telokinu (co najmniej 15 μM) jest wyższe niż stężenie MLCK.
Wykazano, że Telokin wiąże się z niefosforylowanymi włóknami miozyny i stymuluje tworzenie mini-filamentów miozyny in vitro. Głównym mechanizmem inicjującym skurcz mięśni gładkich (SM)2 jest wzrost stężenia Ca2 + skutkujący wzrostem fosforylacji regulacyjnego łańcucha lekkiego miozyny (MLC20) o masie 20 kDa w Ser-19.
Struktura
- Struktura pierwszorzędowa
- Telokin jest białkiem wewnątrzkomórkowym i jako taki nie zawiera wiązań dwusiarczkowych między niciami beta B i F, zwykle obserwowanymi w domenach stałych immunoglobulin. Zawiera jednak dwie reszty aminokwasowe cysteiny (Cys63 i Cys115), które znajdują się w pozycjach strukturalnie identycznych z tymi, które tworzą wiązanie dwusiarczkowe w domenie stałej immunoglobuliny.
- Struktura drugorzędowa
- Telokin zawiera 154 reszt aminokwasowych, z których 103 było widocznych na mapie gęstości elektronowej. Telokin i C-końcowa domena MLCK wykazują podobieństwo sekwencji aminokwasów do kilku zupełnie niezwiązanych białek mięśniowych, takich jak tytyna lub białko C. Ogólny fałd molekularny telokin składa się z siedmiu pasm antyrównoległego beta-pofałdowanego arkusza, które owijają się, tworząc beczkę. Istnieje również wydłużony ogon ośmiu reszt aminokwasowych na N-końcu, który nie bierze udziału w arkusza beta . Beczka beta można sobie po prostu wyobrazić jako dwie warstwy arkusza beta, prawie równoległe do siebie, z jedną warstwą zawierającą cztery, a pozostałe trzy nici beta.
- Domeny
- Telokin ma szczególną domenę zwaną Ig-podobnym typem I (typ pośredni podobny do immunoglobuliny) o długości 92 reszt między 42 a 133. Na początku sądzono, że ta domena jest Ig-podobna typu C2, ale niektóre badania wykazały że jego struktura ma cechy wspólne z zestawem V i zestawem C2 i dlatego wynaleziono typ a. Tego rodzaju domeny pośredniczą w adhezji komórek T poprzez ich ektodomeny i transdukcję sygnału. [2]
Dystrybucja tkanek
Obecność KRP w różnych tkankach oceniano za pomocą immunoblotów z użyciem przeciwciał anty-KRP oraz analiz jego mRNA metodą Northern blot. KRP jest obfitym białkiem mięśni gładkich. Jak dotąd nie wykryto go w tkankach niemięśniowych i mięśniach poprzecznie prążkowanych. Jej stężenie w mięśniu żołądka jest 12-krotnie wyższe niż MLCK i tylko 2-3-krotnie mniejsze niż miozyny. Mięśnie naczyniowe mają niższy stosunek KRP/ MLCK .
Telokin ulega ekspresji na bardzo wysokich poziomach w mięśniach gładkich jelit, dróg moczowych i rozrodczych, na niższych poziomach w mięśniach gładkich naczyń i na niewykrywalnych poziomach w mięśniach szkieletowych lub mięśniach sercowych lub tkankach innych niż mięśnie. Chociaż telokina jest silnie aktywowana przez mięsień sercowy, a mięsień sercowy ulega silnej ekspresji w komórkach mięśni gładkich naczyń, ekspresja telokiny jest stosunkowo niewielka w tych komórkach. Sugeruje to, że czynnikiem hamującym musi być osłabienie aktywności promotora telokin w komórkach mięśni gładkich naczyń. Jednym z możliwych kandydatów na ten czynnik hamujący jest GATA-6
Wzrost ekspresji telokin korelował ze wzrostem ekspresji kilku innych białek ograniczonych do mięśni gładkich, w tym miozyny mięśni gładkich i alfa-aktyny.
Gromadzi się u osób z astmą (na poziomie białka). Indukowane przez czynnik martwicy nowotworów (TNF). Represjonowany przez androgeny (np. R1881).
Funkcjonować
Telokin ma dwie powiązane funkcje w C-końcowej domenie wiążącej miozynę kinazy lekkiego łańcucha miozyny mięśni gładkich (MLCK). Po pierwsze, telokin stabilizuje włókna miozyny w obecności ATP . Po drugie, telokin może modulować poziom fosforylacji łańcucha lekkiego miozyny. W tej ostatniej roli zasugerowano wiele mechanizmów. Jedna z hipotez głosi, że fosforylacja łańcucha lekkiego jest osłabiana przez bezpośrednią rywalizację KRP i MLCK o miozynę, co powoduje utratę skurczu.
Telokin hamuje również fosforylację włókien miozyny, nie mając wpływu na fosforylację wyizolowanego łańcucha lekkiego regulacyjnego miozyny mięśni gładkich (ReLC). Jednakże, gdy telokina była fosforylowana przez MLCK , indukowane przez telokinę hamowanie fosforylacji miozyny zostało usunięte, co wskazuje na istnienie szlaku modulacyjnego zależnego od telokiny w regulacji mięśni gładkich. W tej części musimy powiedzieć, że fosforylacja telokinu może być wzmocniona przez stężenie Ca 2+ i kalmoduliny.
Białko związane z kinazą (telokina) wiąże się z defosforylowaną gładką miozyną w pobliżu połączenia między pręcikiem a regionem głowy katalitycznej (SI). Tej interakcji zapobiega katalizowana przez MLCK fosforylacja miozyny i odwrotnie, szybkość fosforylacji miozyny jest z kolei hamowana przez KRP in vitro. W konsekwencji KRP in vivo może spowolnić tempo fosforylacji miozyny przez kinazę łańcucha lekkiego miozyny (MLCK), a tym samym rozwój napięcia. Gdy poziom wewnątrzkomórkowego Ca2+ spada, KRP może również przyspieszyć rozluźnienie mięśni poprzez obniżenie stosunku miozyny ufosforylowanej do ufosforylowanej. KRP jest również ważnym regulatorem strukturalnym włókien miozyny. Miozyna mięśni gładkich , w warunkach fizjologicznych in vitro, może przystosować dwie względnie różne stabilne konformacje. Gdy miozyna jest w konformacji rozciągniętej, jest aktywna i zdolna do łączenia się z innymi cząsteczkami miozyny, tworząc grube włókna, które są fundamentalne dla skutecznego skurczu. Po ATP Wiązanie, część prętowa niefosforylowanej cząsteczki miozyny składa się na trzy części, tak że połączenie głowa-pręt jest zbliżone do środka pręta i tam stabilizowane, przypuszczalnie przez interakcję zarówno z łańcuchami lekkimi 20 kDa, jak i regionem szyi. Tej interakcji zapobiega zależna od MLCK fosforylacja łańcucha lekkiego , powodująca rozwinięcie monomerów miozyny i ich szybką polimeryzację we włókna.
Wiązanie KRP ze złożonym regionem szyi, defosforylowana miozyna związana z ATP również sprzyja rozwijaniu i tworzeniu włókien, co wygląda jak fosforylacja łańcucha lekkiego. Może to być fizjologicznie istotne zjawisko, biorąc pod uwagę wysokie stężenie ATP zawsze obecne w komórkach mięśni gładkich. Zatem białko związane z kinazą może odgrywać bardzo ważną rolę w zrelaksowanych mięśniach gładkich, utrzymując defosforylowaną miozynę w stanie nitkowatym gotowym do następnej szybkiej odpowiedzi skurczowej. Eksperymenty mające na celu sprawdzenie tej hipotezy wykazały, że w odpowiednich warunkach wystarczy niewielki nadmiar KRP, aby utworzyć równomolowy kompleks z miozyną mięśni gładkich i spowodować jej całkowitą polimeryzację w obecności ATP . Eksperymenty, w których zweryfikowano tę hipotezę, wykazały, że w odpowiednich warunkach wystarczy niewielki nadmiar KRP, aby utworzyć równomolowy kompleks z miozyną mięśni gładkich iw obecności ATP spowodować jej całkowitą polimeryzację .
Patologia
Pewne mutacje w genie MYLK są związane z tętniakami aorty piersiowej lub rozwarstwieniami aorty piersiowej . Choroba ta jest spowodowana mutacjami wpływającymi na gen MYLK . Choroba charakteryzująca się trwałym poszerzeniem aorty piersiowej, zwykle w wyniku zmian zwyrodnieniowych ściany aorty. Jest to przede wszystkim związane z charakterystycznym wyglądem histologicznym znanym jako „martwica przyśrodkowa” lub „torbielowata martwica przyśrodkowa Erdheima”, w której występuje degeneracja i fragmentacja włókien elastycznych, utrata komórek mięśni gładkich i nagromadzenie zasadochłonnej substancji podstawowej.
Efekt niedotlenienia
U kotów ekspresja telokin zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do średnicy tętnicy, z wyjątkiem tętnic mózgowych, gdzie nie obserwuje się telokin. Łańcuchy lekkie telokiny i miozyny są równomiernie rozmieszczone w małych tętnicach płucnych, jednak nie kolokalizują. Podczas niedotlenienia telokina ulega defosforylacji , a łańcuch lekki miozyny staje się coraz bardziej fosforylowany w komórkach mięśni gładkich małych tętnic płucnych, podczas gdy w komórkach mięśni gładkich dużych tętnic płucnych nie ma zmian w fosforylacji łańcucha lekkiego telokiny ani miozyny. Kiedy duże tętnice płucne komórki mięśni gładkich były narażone na działanie fenylefryny , fosforylacja łańcucha lekkiego miozyny wzrosła bez zmian w fosforylacji telokiny. W małych tętnicach płucnych fosforylowana telokina może pomóc w utrzymaniu relaksacji w warunkach niestymulowanych, podczas gdy w dużych tętnicach płucnych funkcja telokiny pozostaje nieokreślona.