Biopolym. Cell. 1995; 11(2):57-68.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0003E1
Надмолекулярна організація і активність кінази легких ланцюгів міозина гладеньких м'язів
1Філенко О. М., 2Собешек А., 1Бабійчук Е. Б., 1Омельянюк В. С., 1Данилова В. М., 3Яновська Н. Б., 1Бабенко А. Ю.
  1. НДІ фізіології ім. академіка Петра Богача
    Київського національного університету імені Тараса Шевченка
    Проспект Академіка Глушкова, 2, Київ, Україна, 03187
  2. Інститут молекулярної біології Австрійської Академії наук
    вул. Більротштрассе, 11, Зальцбург, Австрія, 5020
  3. Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України
    вул. Леонтовича, 9, Київ, Україна, 01601

Abstract

Кіназа легких ланцюгів міозина (КЛЛМ) відіграє ключову роль у механізмах регу­ляції скорочення гладеньких м'язів. Отримані нами за допомогою лазерної кореля­ційної спектроскопії дані дозволяють стверджувати що неактивована КЛЛМ із гла­деньких м'язів у розчині за умов, близьких до фізіологічних, існує у вигляді суміші олігомерних і димерних частинок з гідродинамічними діаметрами –150 і 20 нм від­повідно. Ці частинки, очевидно, знаходяться у динамічній рівновазі. Ми не виявили помітних змін у розподілі різних форм кінази у розчині після її активації як при надлишку кінази, так і кальмодуліну (СаМ). При значному надлишку кінази відносно СаМ її активність через 5–10 хв. зменшується у декілька разів. Може бути, що спо­стережене пригнічення кінази перед внесенням субстрата пов'язане з повільними конформаційнимн змінами активованих молекул кінази, про що свідчать результати здійснених нами флюоресцентних досліджень. Подібні перебудови відмічаються і при еквімолярному співвідношенні кінази і СаМ, проте в цьому випадку вони менш глибокі і характеризуються незначним зниженням активності КЛЛМ. Повільні конформаційні перебудови в надмолекулярних структурах активованої кінази, скоріш за все, мають колективний характер і пов'язані з підсиленням взаємного впливу між молекулами кінази, який призводить до ослаблення зв'язування Са2+ -СаМ. Спира­ючись на вищевикладене, можна припустити, що у надмолекулярних комплексах активованої кінази мають місце взаємодії псевдосубстратної ділянки однієї молекули з активним центром сусідньої, що супроводжується появою стеричних перешкод для зв'язування СаМ.
Повний текст: (PDF, російською)

References

[1] Sobieszek A, Strobl A, Ortner B, Babiychuk EB. Ca(2+)-calmodulin-dependent modification of smooth-muscle myosin light-chain kinase leading to its co-operative activation by calmodulin. Biochem J. 1993;295 ( Pt 2):405-11.
[2] Kamm KE, Stull JT. The function of myosin and myosin light chain kinase phosphorylation in smooth muscle. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 1985;25:593-620.
[3] Marston SB. The regulation of smooth muscle contractile proteins. Prog Biophys Mol Biol. 1983;41(1):1-41. Review.
[4] Adelstein RS, Eisenberg E. Regulation and kinetics of the actin-myosin-ATP interaction. Annu Rev Biochem. 1980;49:921-56.
[5] Hartshome D, Kawamura T. Regulation of contraction-relaxation in smooth muscle. NIPS. 1992; 7: 59-64.
[6] Ito M, Guerriero V Jr, Chen XM, Hartshorne DJ. Definition of the inhibitory domain of smooth muscle myosin light chain kinase by site-directed mutagenesis. Biochemistry. 1991;30(14):3498-503.
[7] Kemp BE, Pearson RB, Guerriero V Jr, Bagchi IC, Means AR. The calmodulin binding domain of chicken smooth muscle myosin light chain kinase contains a pseudosubstrate sequence. J Biol Chem. 1987;262(6):2542-8.
[8] Pearson RB, Wettenhall RE, Means AR, Hartshorne DJ, Kemp BE. Autoregulation of enzymes by pseudosubstrate prototopes: myosin light chain kinase. Science. 1988;241(4868):970-3.
[9] Pearson RB, Ito M, Morrice NA, Smith AJ, Condron R, Wettenhall RE, Kemp BE, Hartshorne DJ. Proteolytic cleavage sites in smooth muscle myosin-light-chain kinase and their relation to structural and regulatory domains. Eur J Biochem. 1991;200(3):723-30.
[10] VanBerkum MF, Means AR. Three amino acid substitutions in domain I of calmodulin prevent the activation of chicken smooth muscle myosin light chain kinase. J Biol Chem. 1991;266(32):21488-95.
[11] Sobieszek A. Regulation of smooth muscle myosin light chain kinase. Allosteric effects and co-operative activation by calmodulin. J Mol Biol. 1991;220(4):947-57.
[12] Adelstein RS, Klee CB. Purification and characterization of smooth muscle myosin light chain kinase. J Biol Chem. 1981;256(14):7501-9.
[13] Sobieszek A, Bremel RD. Preparation and properties of vertebrate smooth-muscle myofibrils and actomyosin. Eur J Biochem. 1975;55(1):49-60.
[14] Sobieszek A. Phosphorylation reaction of vertebrate smooth muscle myosin: an enzyme kinetic analysis. Biochemistry. 1985;24(5):1266-74.
[15] Perrie WT, Perry SV. An electrophoretic study of the low-molecular-weight components of myosin. Biochem J. 1970;119(1):31-8.
[16] Sobieszek A. Bulk isolation of the 20,000-Da light chain of smooth muscle myosin: separation of the unphosphorylated and phosphorylated species. Anal Biochem. 1988;172(1):43-50.
[17] Gornall AG, Bardawill CJ, David MM. Determination of serum proteins by means of the biuret reaction. J Biol Chem. 1949;177(2):751-66.
[18] Matsudaira PT, Burgess DR. SDS microslab linear gradient polyacrylamide gel electrophoresis. Anal Biochem. 1978;87(2):386-96.
[19] Braginskaya TG, Dobitchin PD, Ivanova MA, et al. Analysis of the Polydispersity by Photon Correlation Spectroscopy. Phisica Scripta. 1983;26(3):309–15.
[20] Malencik DA, Anderson SR, Bohnert JL, Shalitin Y. Functional interactions between smooth muscle myosin light chain kinase and calmodulin. Biochemistry. 1982;21(17):4031-9.
[21] Mornet D, Bonet A, Audemard E, Bonicel J. Functional sequences of the myosin head. J Muscle Res Cell Motil. 1989;10(1):10-24.
[22] Nicoli DF, McKenzie DC, Wu JS. Application of dynamic light scattering to particle size analysis of macromolecules. Int Lab. 1992; 32-7.
[23] Carlson FD, Fraser AB. Intensity fluctuation autocorrelation studies of the dynamics of muscular contraction. Photon correlation and light beating spectroscopy. Eds. H. Z. Cummins, E. R. Pike. New York : Plenum press, 1974: 519-538.
[24] Knighton DR, Pearson RB, Sowadski JM, Means AR, Ten Eyck LF, Taylor SS, Kemp BE. Structural basis of the intrasteric regulation of myosin light chain kinases. Science. 1992;258(5079):130-5.
[25] Burshtein EA. Natural luminescence of the protein (the nature and application). Itogi nauki i tekhniki. Moscow, VINITI, (Ser. Biofizika; Vol.7) 1977; 190 p.