Надмолекулярна організація і активність кінази легких ланцюгів міозина гладеньких м'язів
DOI:
https://doi.org/10.7124/bc.0003E1Анотація
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.Посилання
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.
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.
Marston SB. The regulation of smooth muscle contractile proteins. Prog Biophys Mol Biol. 1983;41(1):1-41. Review.
Adelstein RS, Eisenberg E. Regulation and kinetics of the actin-myosin-ATP interaction. Annu Rev Biochem. 1980;49:921-56.
Hartshome D, Kawamura T. Regulation of contraction-relaxation in smooth muscle. NIPS. 1992; 7: 59-64.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Adelstein RS, Klee CB. Purification and characterization of smooth muscle myosin light chain kinase. J Biol Chem. 1981;256(14):7501-9.
Sobieszek A, Bremel RD. Preparation and properties of vertebrate smooth-muscle myofibrils and actomyosin. Eur J Biochem. 1975;55(1):49-60.
Sobieszek A. Phosphorylation reaction of vertebrate smooth muscle myosin: an enzyme kinetic analysis. Biochemistry. 1985;24(5):1266-74.
Perrie WT, Perry SV. An electrophoretic study of the low-molecular-weight components of myosin. Biochem J. 1970;119(1):31-8.
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.
Gornall AG, Bardawill CJ, David MM. Determination of serum proteins by means of the biuret reaction. J Biol Chem. 1949;177(2):751-66.
Matsudaira PT, Burgess DR. SDS microslab linear gradient polyacrylamide gel electrophoresis. Anal Biochem. 1978;87(2):386-96.
Braginskaya TG, Dobitchin PD, Ivanova MA, et al. Analysis of the Polydispersity by Photon Correlation Spectroscopy. Phisica Scripta. 1983;26(3):309–15.
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.
Mornet D, Bonet A, Audemard E, Bonicel J. Functional sequences of the myosin head. J Muscle Res Cell Motil. 1989;10(1):10-24.
Nicoli DF, McKenzie DC, Wu JS. Application of dynamic light scattering to particle size analysis of macromolecules. Int Lab. 1992; 32-7.
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.
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.
Burshtein EA. Natural luminescence of the protein (the nature and application). Itogi nauki i tekhniki. Moscow, VINITI, (Ser. Biofizika; Vol.7) 1977; 190 p.
