Легкая цепь миозина

Малая полипептидная субъединица миозина

Часть структуры миозина II. Атомы в тяжелой цепи окрашены в красный цвет с левой стороны, а атомы в легких цепях окрашены в оранжевый и желтый цвета.

Легкая цепь миозина — это легкая цепь (малая полипептидная субъединица) миозина . ^[1] Легкие цепи миозина были открыты китайским биохимиком Цао Тяньцинем (Tien-chin Tsao), когда он был аспирантом Кембриджского университета в Англии. ^[2]

Структура и функции

Классы легких цепей миозина

Структурно легкие цепи миозина принадлежат к семейству EF-hand, большому семейству белков, связывающих Ca ²⁺ . MLC содержат два мотива EF-hand, связывающих Ca ²⁺ . Изоформы MLC модулируют Ca ²⁺ силовой передачи и кинетику поперечных мостиков.

Легкие цепи миозина (ЛЦМ) можно условно разделить на две группы:

Эфирные или щелочные MLC (MLC1 или ELC),
Нормативный MLC (MLC2 или RLC).

Основные и регуляторные MLC имеют молекулярные массы 22 и 19 кДа соответственно. Структурно MLC2 содержит остаток серина, которого нет в MLC1. Наличие этой аминокислоты позволяет регулировать конформационные изменения (из компактной в удлиненную форму) с помощью механизма фосфорилирования, опосредованного Ca2 ⁺ . MLC1, в отличие от MLC2, имеет N-концевую последовательность, способную связывать актин, способствуя выработке силы.

MLC структурно и функционально отличаются от тяжелых цепей миозина (MHC). Тем не менее, ассоциация MLC с шейной областью MHC необходима для сборки макромолекулярных комплексов, которые приводят к образованию функционального моторного белка миозина. Взаимодействие MLC с α-спиральной шейной областью молекулы MHC стабилизирует комплекс.

Гены млекопитающих

На сегодняшний день описано восемь генов, кодирующих MLC у млекопитающих; также охарактеризовано несколько изоформ. Четыре из восьми генов являются генами MLC1, а остальные — генами MLC2. ^[3]

Гены MLC1:

MYL1 ( хромосома 2q24.11); экспрессируется в поперечно-полосатых мышцах
MYL3 (хромосома 3p21.3); экспрессируется в поперечно-полосатых мышцах
MYL4 (хромосома 17q21.32); экспрессируется в поперечно-полосатых мышцах
MYL6 (хромосома 12q13.2); экспрессируется в немышечных и гладких мышцах

Гены MLC2:

MYL2 (хромосома 12q24.11); обнаружен в саркомере
MYL5 (хромосома 4p16.3); обнаружен в саркомере
MYL7 (хромосома 12q13.2); обнаружен в саркомере
MYL9 (хромосома 20q11.23); экспрессируется в гладких мышцах

Были описаны и другие белки и ферменты, связанные с функцией MLC. Среди них, например, MYL6B , MYLIP , MYLK , и MYLK2 ,

Заболевания, связанные с МЛК

Несколько заболеваний связаны с мутациями в генах, кодирующих белки легкой цепи миозина. Большинство этих заболеваний — кардиомиопатии, такие как гипертрофическая (ГКМП) или дилатационная (ДКМП) кардиомиопатия и внезапная сердечная смерть. Для этих заболеваний были зарегистрированы мутации в MYL2 и MYL3 . ^[4]

В одном исследовании, опубликованном в 2012 году, было обнаружено, что клапанный миозин «LC1» в сердцах трех пациентов с клапанными заболеваниями сердца имел структуры, похожие на структуры клапанного миозина людей, которые находились на ранних стадиях ДКМП и ГКМП. Исследователи предположили, что искажение структуры этих клапанных миозинов было вызвано адаптационными изменениями организма в попытке улучшить работу сердца. ^[5]

MLCK как биологические препараты

Ингибиторы киназы легкой цепи миозина (MLCK) являются одними из немногих пептидов, которые могут пересекать плазматическую мембрану относительно быстро. В стрессовых условиях MLCK в организме человека способствуют повышению проницаемости микрососудов. Считается, что MLCK фосфорилирует эндотелиальный миозин, что приводит к сокращению клеток. Эта реакция не позволяет разъединенным клеткам, которые находятся рядом друг с другом, восстанавливать связи, тем самым способствуя поддержанию промежутков между клетками. Благодаря своей сильной способности пересекать плазматическую мембрану с небольшим сопротивлением со стороны клетки, а также своей специфичности к одному целевому субстрату, ингибиторы MLCK потенциально могут превратиться в новые противоотечные препараты. ^[6]

Взаимодействие MLC с немиозиновыми белками

MYL9 , MYL12a и MYL12b (MYL9/12) были описаны как новые функциональные партнеры взаимодействия с CD69 в патогенезе воспаления дыхательных путей.

Был предложен новый механизм привлечения активированных Т-клеток в воспалительные ткани, известный как «система CD69/Myl9/12». Предложенный механизм утверждает, что «в воспалительных сосудах создаются сетчатые структуры, содержащие Myl9/12, которые играют важную роль в качестве платформы для привлечения лейкоцитов, экспрессирующих CD69, в воспалительные ткани. Т-клетки, которые активируются в лимфатических узлах, пролиферируют, подавляют экспрессию CD69, а затем покидают лимфатические узлы, чтобы мигрировать в воспалительные участки в зависимости от S1PR1». ^[7]

Предложенные механизмы действия системы CD69/Myl9/12 связаны с регуляцией воспалительных процессов в дыхательных путях и, таким образом, могут оказаться новой терапевтической мишенью для хронических воспалительных заболеваний в целом. ^[8]

Смотрите также

Ссылки

^ Myosin+Light+Chains в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
^ Zhang Y (июнь 2010 г.). «В память о профессоре Тяньцине Цао (Tien-chin Tsao)». Protein & Cell . 1 (6): 507–9. doi :10.1007/s13238-010-0074-2. PMC 4875321. PMID 21246905 .
^ England J, Loughna S (апрель 2013 г.). «Тяжелые и легкие роли: миозин в морфогенезе сердца». Cellular and Molecular Life Sciences . 70 (7): 1221–39. doi :10.1007/s00018-012-1131-1. PMC 3602621. PMID 22955375 .
^ Huang W, Szczesna-Cordary D (декабрь 2015 г.). «Молекулярные механизмы фенотипов кардиомиопатии, связанных с мутациями легкой цепи миозина». Journal of Muscle Research and Cell Motility . 36 (6): 433–45. doi :10.1007/s10974-015-9423-3. PMC 4764388. PMID 26385864 .
^ "Вход в базы данных | Библиотеки колледжа Хантер" (PDF) . doi :10.1134/S0006350912020194. S2CID 13591327 . Получено 29 апреля 2020 г. . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
^ Лукас, Т.Дж.; Мирзоева, С.; Сломчинска, У.; Уоттерсон, Д.М. (11 марта 1999 г.). «Идентификация новых классов ингибиторов протеинкиназы с использованием комбинаторной пептидной химии на основе знаний функциональной геномики». Журнал медицинской химии . 42 (5): 910–919. doi :10.1021/jm980573a. ISSN 0022-2623. PMID 10072688.
^ Хаяшизаки К., Кимура М.Ю., Токойода К., Хосокава Х., Шинода К., Хирахара К., Итикава Т., Онодера А., Ханадзава А., Ивамура С., Какута Дж., Мурамото К., Мотохаси С., Тумес DJ, Иинума Т., Ямамото Х., Икехара. Ю., Окамото Ю., Накаяма Т. (сентябрь 2016 г.). «Легкие цепи 9 и 12 миозина являются функциональными лигандами CD69, которые регулируют воспаление дыхательных путей». Наука Иммунология . 1 (3): eaaf9154. doi : 10.1126/sciimmunol.aaf9154. PMID 28783682. S2CID 27796297.
^ Kimura MY, Hayashizaki K, Tokoyoda K, Takamura S, Motohashi S, Nakayama T (июль 2017 г.). «Решающая роль CD69 в аллергических воспалительных реакциях: система CD69-Myl9 в патогенезе воспаления дыхательных путей». Immunological Reviews . 278 (1): 87–100. doi :10.1111/imr.12559. PMID 28658550. S2CID 4327394.

[1] ^ Myosin+Light+Chains в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)

[2] Zhang Y (июнь 2010 г.). «В память о профессоре Тяньцине Цао (Tien-chin Tsao)». Protein & Cell . 1 (6): 507–9. doi :10.1007/s13238-010-0074-2. PMC 4875321. PMID 21246905 .

[3] England J, Loughna S (апрель 2013 г.). «Тяжелые и легкие роли: миозин в морфогенезе сердца». Cellular and Molecular Life Sciences . 70 (7): 1221–39. doi :10.1007/s00018-012-1131-1. PMC 3602621. PMID 22955375 .

[4] Huang W, Szczesna-Cordary D (декабрь 2015 г.). «Молекулярные механизмы фенотипов кардиомиопатии, связанных с мутациями легкой цепи миозина». Journal of Muscle Research and Cell Motility . 36 (6): 433–45. doi :10.1007/s10974-015-9423-3. PMC 4764388. PMID 26385864 .

[:0-5] "Вход в базы данных | Библиотеки колледжа Хантер" (PDF) . doi :10.1134/S0006350912020194. S2CID 13591327 . Получено 29 апреля 2020 г. . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

[6] Лукас, Т.Дж.; Мирзоева, С.; Сломчинска, У.; Уоттерсон, Д.М. (11 марта 1999 г.). «Идентификация новых классов ингибиторов протеинкиназы с использованием комбинаторной пептидной химии на основе знаний функциональной геномики». Журнал медицинской химии . 42 (5): 910–919. doi :10.1021/jm980573a. ISSN 0022-2623. PMID 10072688.

[7] Хаяшизаки К., Кимура М.Ю., Токойода К., Хосокава Х., Шинода К., Хирахара К., Итикава Т., Онодера А., Ханадзава А., Ивамура С., Какута Дж., Мурамото К., Мотохаси С., Тумес DJ, Иинума Т., Ямамото Х., Икехара. Ю., Окамото Ю., Накаяма Т. (сентябрь 2016 г.). «Легкие цепи 9 и 12 миозина являются функциональными лигандами CD69, которые регулируют воспаление дыхательных путей». Наука Иммунология . 1 (3): eaaf9154. doi : 10.1126/sciimmunol.aaf9154. PMID 28783682. S2CID 27796297.

[8] Kimura MY, Hayashizaki K, Tokoyoda K, Takamura S, Motohashi S, Nakayama T (июль 2017 г.). «Решающая роль CD69 в аллергических воспалительных реакциях: система CD69-Myl9 в патогенезе воспаления дыхательных путей». Immunological Reviews . 278 (1): 87–100. doi :10.1111/imr.12559. PMID 28658550. S2CID 4327394.