Telokin
| Telokin-domänidentifierare | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Externa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ID:n | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidata | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Telokin | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Kristallografisk struktur av muskelmyosin lätt kedja kinas från kalkonmaga.
| |||||||
| Identifierare | |||||||
| Symbol | MYLK | ||||||
| NCBI-genen | 4638 | ||||||
| HGNC | 7590 | ||||||
| OMIM | 600922 | ||||||
| RefSeq | NM_053025 | ||||||
| UniProt | Q5MYA0 | ||||||
| Övriga uppgifter | |||||||
| EG-nummer | 2.7.11.18 | ||||||
| Ställe | Chr. 3 q21 | ||||||
| |||||||
Telokin (även känt som kinasrelaterat protein eller KRP) är ett rikligt protein som finns i glatt muskulatur. Den är identisk med C-terminalen av myosin lättkedjekinas . Telokin kan spela en roll i stabiliseringen av ofosforylerade myosinfilament med glatt muskulatur . På grund av dess ursprung som den C-terminala änden av lättkedjekinas av glatt muskelmyosin kallas det "telokin" (från en kombination av grekiskans telos, "ände" och kinas).
Nomenklatur och klassificering
Telokins systematiska namn är ATP:[myosin lätt kedja] O-fosfotransferas och dess rekommenderade namn är myosin-lätt kedja kinas. ( EC 2.7.11.18 ).
Genen MYLK , en muskelmedlem i immunglobulingensuperfamiljen , kodar för myosin lättkedjekinas som är ett kalcium/ kalmodulinberoende enzym. Fyra transkriptvarianter som producerar fyra isoformer av det kalcium/kalmodulinberoende enzymet har identifierats såväl som två transkript som producerar två isoformer av telokin. De två transkripten som producerar de två telokinisoformerna är följande:
- Isoform 7
- Denna variant kodar för den kortare isoformen av kinasrelaterat protein, telokin. Det första exonet motsvarar intron 30 och resten av transkriptet motsvarar de två sista exonerna av genen. Den är kortare än variant 8 med ett kodon vid splitsningsövergången mellan de två första exonerna. Den är tillverkad av 153 aa. NCBI-referenssekvens: NP_444259.1. Det kommer från Homo sapiens myosin lättkedjekinas (MYLK), transkriptvariant 7, mRNA, vars längd är 2676 bp. NCBI-referenssekvens: NM_053031.2.
- Isoform 8
- Denna variant kodar för den längre isoformen av kinasrelaterat protein, telokin. Den är längre än variant 7 med ett kodon vid splitsningsövergången mellan de två första exonerna. Den består av 154 aa. NCBI-referenssekvens: NP_444260.1. Det kommer från Homo sapiens myosin lättkedjekinas (MYLK), transkriptvariant 8, mRNA, vars längd är 2679 bp. NCBI-referenssekvens: NM_053032.2.
Katalytisk aktivitet och andra funktionella data
Telokin katalyserar följande reaktion:
- ATP + myosin-lätt kedja = ADP + myosin-lätt kedja fosfat. (Reaktionstyp: fosfogruppöverföring)
Det kräver Ca 2+ och calmodulin för aktivitet. Den lätta kedjan på 20 kDa från glattmuskelmyosin fosforyleras snabbare än någon annan acceptor, men lätta kedjor från andra myosiner och myosin i sig kan fungera som acceptorer, men långsammare.
Km- värdena för homo sapiens telokin är 0,018 mM vid 23–25 °C och pH = 7,5. Detta enzym har ett pH-optimum på 7,4 och ett temperaturoptimum på 30 °C.
Telokin är ett surt protein med ett PI -värde på 4-5 och 17-kDa med en aminosyrasekvens som är identisk med C-terminalen av 130-kDa myosin lätt kedja kinas (MLCK), även om det uttrycks som ett separat protein och produceras av en alternativ promotor av MLCK-genen. Telokin transkriberas från en andra promotor, belägen i en intron, i 3'-regionen av MLCK-genen. Och det är därför koncentrationen av telokin (minst 15 μM) är högre än MLCK-koncentrationen.
Telokin har visat sig binda till ofosforylerade myosinfilament och stimulera myosinminifilamentsammansättning in vitro. Den huvudsakliga mekanismen för att initiera sammandragning av glatt muskulatur (SM)2 är ökningen av Ca2 + -koncentrationen, vilket resulterar i en ökning av 20-kDa myosinreglerande lätt kedja (MLC20)-fosforylering vid Ser-19.
Strukturera
- Primär struktur
- Telokin är ett intracellulärt protein och innehåller som sådant inte disulfidbindningen mellan beta-strängarna B och F som normalt observeras i immunglobulinets konstanta domäner. Den innehåller emellertid två cysteinaminosyrarester (Cys63 och Cys115) som är belägna i strukturellt identiska positioner med de som bildar disulfidkopplingen i immunoglobulinets konstanta domän.
- Sekundär struktur
- Telokin innehåller 154 aminosyrarester, varav 103 var synliga i elektrondensitetskartan. Telokin och den C-terminala domänen av MLCK visar aminosyrasekvenslikhet med flera ganska obesläktade muskelproteiner såsom titin eller C-protein . Den övergripande molekylvikningen av telokin består av sju strängar av antiparallellt beta-veckat ark som lindas runt för att bilda ett fat. Det finns också en förlängd svans av åtta aminosyrarester vid N-terminalen som inte deltar i beta-arkbildning . Beta -tunnan kan helt enkelt föreställas som två lager av beta-ark, nästan parallella med varandra, med ett lager som innehåller fyra och de andra tre beta-strängar.
- Domäner
- Telokin har en speciell domän som kallas Ig-liknande I-typ (immunoglobulinliknande mellantyp) med en längd på 92 rester mellan 42 och 133. I början trodde man att denna domän var Ig-liknande C2-typ men vissa studier fastställde att dess struktur delar egenskaper från V-set och C2-set och det är därför a I-typen uppfanns. Dessa typer av domäner förmedlar T-cellsadhesion via dess ektodomän och signaltransduktion. [2]
Vävnadsfördelning
KRP-närvaro i olika vävnader har bedömts genom immunoblots med användning av anti-KRP- antikroppar och genom analyser av dess mRNA i Northern blot. KRP är ett rikligt protein som är specifikt för glatta muskler. Hittills har det inte upptäckts i icke-muskelvävnad och tvärstrimmiga muskler. Dess koncentration i muskelmagen är 12 gånger högre än den för MLCK och endast 2-3 gånger mindre än den för myosin. Vaskulära muskler har ett lägre KRP/ MLCK -förhållande.
Telokin uttrycks vid mycket höga nivåer i glatt muskulatur i tarm-, urin- och fortplantningsorganen, vid lägre nivåer i vaskulär glatt muskulatur och vid odetekterbara nivåer i skelett- eller hjärtmuskel eller icke-muskelvävnad. Även om telokin är starkt aktiverat av myokardin och myokardin uttrycks starkt i vaskulära glatta muskelceller, finns det relativt lite uttryck av telokin i dessa celler. Detta tyder på att en hämmande faktor måste dämpa aktiviteten av telokinpromotorn i vaskulära glatta muskelceller. En möjlig kandidat för denna hämmande faktor är GATA-6
Ökningen av telokinexpression korrelerade med en ökning av uttrycket av flera andra glattmuskelbegränsade proteiner, inklusive glattmuskelmyosin och alfa-aktin.
Ackumuleras hos individer med astma (vid proteinnivåer). Inducerad av tumörnekrosfaktor (TNF). Undertryckt av androgener (t.ex. R1881).
Fungera
Telokin har två relaterade funktioner i den C-terminala myosinbindande domänen av lättkedjekinas av glatt muskelmyosin (MLCK). Först stabiliserar telokin myosinfilament i närvaro av ATP . För det andra kan telokin modulera nivån av myosin lätt kedja fosforylering. I denna senare roll har flera mekanismer föreslagits. En hypotes är att fosforylering av lätt kedja minskas av den direkta konkurrensen mellan KRP och MLCK om myosin, vilket resulterar i en förlust av kontraktion.
Telokin hämmar också fosforyleringen av myosinfilament samtidigt som det inte har någon effekt på fosforyleringen av den isolerade myosinreglerande lätta kedjan med glatt muskulatur (ReLC). Men när telokin fosforylerades av MLCK togs den telokin-inducerade hämningen av myosinfosforylering bort, vilket indikerar förekomsten av en telokinberoende modulerande väg i reglering av glatta muskler. I denna del måste vi säga att fosforyleringen av telokin kan förstärkas genom koncentrationen av Ca 2+ och kalmodulin.
Kinasrelaterat protein (telokin) binder till defosforylerat slätt myosin nära förbindelsen mellan staven och den katalytiska huvudregionen (SI). Denna interaktion förhindras av MLCK -katalyserad fosforylering av myosin och omvänt hämmas hastigheten av myosinfosforylering i sin tur av KRP in vitro. Som en konsekvens av detta kan KRP in vivo bromsa hastigheten för myosinfosforylering av myosin lättkedjekinas (MLCK) och därför spänningsutveckling. När den intracellulära Ca2+-nivån minskar, kan KRP också påskynda muskelavslappning genom att sänka förhållandet mellan fosforylerat och fosforylerat myosin. KRP är också en viktig strukturell regulator av myosinfilament. Släta muskelmyosin , under fysiologiska förhållanden in vitro, kan anpassa två relativt och olika stabila konformationer. När myosinet är i den utökade konformationen är det aktivt och kan kombineras med andra myosinmolekyler för att bilda tjocka filament som är grundläggande för effektiv sammandragning. Vid ATP- bindning viks stavdelen av en ofosforylerad myosinmolekyl till tredjedelar, så att huvud-stavövergången förs nära mitten av staven och stabiliseras där, antagligen genom att interagera med både 20 KDa lätta kedjor och halsregionen. Denna interaktion förhindras av den MLCK-beroende lätta kedjans fosforylering , vilket resulterar i utvecklingen av myosinmonomerer och deras snabba polymerisation till filament.
Bindningen av KRP till den veckade halsregionen, ATP -bundet defosforylerat myosin främjar också utveckning och filamentbildning, vilket ser ut som fosforylering av lätt kedja. Detta kan vara ett fysiologiskt signifikant fenomen med tanke på den höga koncentrationen av ATP som alltid finns i glatta muskelceller. Således kan Kinasrelaterat protein ha en mycket viktig roll i avslappnad glatt muskulatur genom att hålla defosforylerat myosin i det filamentösa tillståndet redo för nästa snabba kontraktila svar. Experiment som syftade till att testa denna hypotes indikerade att under lämpliga förhållanden är ett litet överskott av KRP tillräckligt för att bilda ett ekvimolärt komplex med glattmuskelmyosin och för att orsaka dess fullständiga polymerisation i närvaro av ATP . Experiment där denna hypotes har testats, indikerade att under lämpliga förhållanden är ett litet överskott av KRP tillräckligt för att bilda ett ekvimolärt komplex med glattmuskelmyosin och i närvaro av ATP orsakar dess fullständiga polymerisation .
Patologi
Vissa mutationer i MYLK-genen är förknippade med thoraxaortaaneurysm eller thoraxaortadissektion . Denna sjukdom orsakas av mutationer som påverkar genen MYLK . En sjukdom som kännetecknas av permanent utvidgning av bröstaortan vanligtvis på grund av degenerativa förändringar i aortaväggen. Det är främst associerat med ett karakteristiskt histologiskt utseende som kallas "medial nekros" eller "Erdheim cystisk medial nekros" där det sker degeneration och fragmentering av elastiska fibrer, förlust av glatta muskelceller och en ansamling av basofil grundsubstans.
Effekten av hypoxi
Hos katter varierar telokinuttrycket omvänt med artärens diameter förutom hjärnartärerna där inget telokin observeras. Telokin och myosin lätta kedjan är jämnt fördelade genom små lungartärer men de kolokaliseras inte. Under hypoxi fosforyleras telokin de , och myosin lätta kedja blir alltmer fosforylerade i små lungartärer i glatt muskelcell, medan det i stora pulmonella artärer glatt muskelcell inte sker någon förändring i vare sig telokin eller myosin lätt kedjas fosforylering. När stora lungartärernas glatta muskelceller exponerades för fenylefrin , ökade myosin lätta kedjans fosforylering utan någon förändring i telokinfosforyleringen. I små lungartärer kan fosforylerat telokin hjälpa till att upprätthålla avslappning under ostimulerade förhållanden, medan telokins funktion förblir obestämd i stora lungartärer.