Quinasa de cadena ligera de miosina

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La quinasa de la cadena ligera de miosina, también conocida como MYLK o MLCK, es una proteína quinasa específica de serina/treonina que fosforila una cadena ligera de miosina específica, es decir, la cadena ligera reguladora de la miosina II.

Características estructurales generales

Si bien existen numerosos dominios diferentes según el tipo de célula, hay varios dominios característicos comunes entre todas las isoformas de MYLK. Las MYLK contienen un dominio central catalítico con un dominio de unión de ATP. A ambos lados del núcleo catalítico se encuentran los sitios de unión de iones de calcio/calmodulina. La unión de iones de calcio a este dominio aumenta la afinidad de unión de MYLK a la cadena ligera de miosina. Este dominio de unión de miosina se encuentra en el extremo C-terminal de la quinasa. En el otro lado de la quinasa, en el extremo N-terminal, se encuentra el dominio de unión de actina, que permite que MYLK forme interacciones con filamentos de actina, manteniéndolo en su lugar.

Isoforms

Existen cuatro isoformas diferentes de MYLK:

  • MYLK1 – músculo liso
  • MYLK2 – esqueleto
  • MYLK3 – cardiaca
  • MYLK4 – novela

Función

Estas enzimas son importantes en el mecanismo de contracción del músculo. Una vez que hay un influjo de cationes de calcio (Ca2+) en el músculo, ya sea desde el retículo sarcoplásmico o desde el espacio extracelular, puede comenzar la contracción de las fibras musculares lisas. Primero, el calcio se unirá a la calmodulina. Después del influjo de iones de calcio y la unión a la calmodulina, pp60 SRC (una proteína quinasa) provoca un cambio conformacional en MYLK, activándolo y dando como resultado un aumento en la fosforilación de la cadena ligera de miosina en el residuo de serina 19. La fosforilación de MLC permitirá que el puente cruzado de miosina se una al filamento de actina y permita que comience la contracción (a través del ciclo del puente cruzado). Dado que el músculo liso no contiene un complejo de troponina, como lo hace el músculo estriado, este mecanismo es la vía principal para regular la contracción del músculo liso. La reducción de la concentración intracelular de calcio inactiva la MLCK, pero no detiene la contracción del músculo liso, ya que la cadena ligera de miosina se ha modificado físicamente a través de la fosforilación (y no a través de la actividad de la ATPasa). Para detener la contracción del músculo liso, es necesario revertir este cambio. La desfosforilación de la cadena ligera de miosina (y la consiguiente terminación de la contracción muscular) se produce a través de la actividad de una segunda enzima conocida como fosfatasa de la cadena ligera de miosina (MLCP).

Reguladores de corriente

La proteína quinasa C y la proteína quinasa ROC participan en la regulación de la ingesta de iones de calcio; estos iones de calcio, a su vez, estimulan una MYLK, forzando una contracción. La proteína quinasa Rho también modula la actividad de MYLK al regular negativamente la actividad de la proteína contraparte de MYLK: la fosfatasa de cadena ligera de miosina (MYLP). Además de la regulación negativa de MYLK, ROCK fortalece indirectamente la contracción de actina/miosina al inhibir la cofilina, una proteína que despolimeriza las fibras de estrés de actina. De manera similar a ROCK, la proteína quinasa C regula MYLK a través de la proteína CPI-17, que regula negativamente MYLP.

Image shows Myosin Light Chain Kinase protein allosterically activated by Calmodulin; Myosin Light Chain Kinase directly binds to Myosin II and phosphorylates it, causing a contraction. Rho Kinase A inhibits the activity of Myosin Light Chain Phosphatase.
Diagrama estructural y regulación de MYLK

Mutaciones y enfermedades resultantes

Se ha descubierto que algunos trastornos pulmonares surgen debido a una incapacidad de MYLK para funcionar correctamente en las células pulmonares. La hiperactividad de MYLK crea un desequilibrio en las fuerzas mecánicas entre las células endoteliales y del tejido pulmonar adyacentes. Un desequilibrio puede provocar un síndrome de dificultad respiratoria aguda, en el que el líquido puede pasar a los alvéolos. Dentro de las células, MYLK proporciona una fuerza de tracción hacia adentro, fosforilando la cadena ligera de miosina, lo que provoca una contracción del complejo de fibras de estrés miosina/actina. Por el contrario, la adhesión célula-célula a través de uniones estrechas y adherentes, junto con el anclaje a la matriz extracelular (ECM) a través de integrinas y proteínas de adhesión focal, da como resultado una fuerza de tracción hacia afuera. La cadena ligera de miosina tira de la fibra de estrés de actina unida a la cadherina, resistiendo la fuerza de la cadherina de la célula adyacente. Sin embargo, cuando la fuerza de tracción hacia adentro de la fibra de estrés de actina se vuelve mayor que la fuerza de tracción hacia afuera de las moléculas de adhesión celular debido a un MYLK hiperactivo, los tejidos pueden separarse ligeramente y presentar fugas, lo que lleva al paso de líquido a los pulmones.

Otra fuente de trastornos del músculo liso, como la isquemia-reperfusión, la hipertensión y la enfermedad de la arteria coronaria, surge cuando las mutaciones de la proteína quinasa C (PKC) dan como resultado una inhibición excesiva de MYLP, que contrarresta la actividad de MYLK al desfosforilar la cadena ligera de miosina. Debido a que la cadena ligera de miosina no tiene una propiedad inherente de escisión de fosfato, la PKC activa evita la desfosforilación de la proteína ligera de miosina, dejándola en la conformación activada, lo que provoca un aumento en la contracción del músculo liso.

Véase también

  • protein kinase A

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Más lectura

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  • MYLK+protein,+human at the U.S. National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
  • Myosin-Light-Chain+Kinase at the U.S. National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos, que es de dominio público.

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