• Усилия, развиваемые миозинами, и их внутриклеточная локализация регулируются
• Функция миозина регулируется его фосфорилированием и при взаимодействии с белками, связывающимися с актином и миозином
Усилия, развиваемые миозинами, и их внутриклеточная локализация регулируются их фосфорилированием, а также при взаимодействии с белками, связывающимися с актином и миозином. К числу наиболее полно охарактеризованных регуляторов активности миозина относятся белки, связывающиеся с актиновыми филаментами, тропомиозин и тропонин, которые экспрессируются в клетках поперечнополосатых мышц.
В статьях на сайте мы рассмотрим каким образом регулируются функции миозинов с участием регуляторных и хвостовых доменов.
Активность некоторых миозинов регулируется фосфорилированием их легких цепей, которые связаны с регуляторным доменом. Наиболее полно охарактеризованы цитоплазматический миозин II, а также миозин, содержащийся в клетках гладких мышц. В этих миозинах каждая тяжелая цепь связана с одной легкой, которая называется основной легкой цепью, и с другой, которая называется регуляторной легкой цепью. Как показано на рисунке ниже, фосфорилирование легкой регуляторной цепи соответствующей миозиновой киназой легкой цепи (MLCK) приводит к активации миозина, а дефосфорилирование легкой цепи фосфатазой (MLCP), к его ингибированию.
Если легкая регуляторная цепь находится в нефосфорилированной форме, то два моторных домена молекулы миозина взаимодействуют между собой таким образом, что нарушается их способность к гидролизу АТФ и к связыванию актина. Также in vitro было показано, что нефосфорилированная молекула миозина может принимать «свернутую» конформацию, при которой ингибируется образование миозиновых филаментов. Правда, неизвестно, существует ли такая конформация молекулы миозина в клетке. Фосфорилирование легкой регуляторной цепи миозина приводит к нарушению внутримолекулярных взаимодействий, в результате которых проявляется ингибирующий эффект. При этом индуцируется образование миозиновых филаментов и активируется миози-новая АТФаза.
Активность MLCK и MLCP регулируется с участием внутриклеточной системы передачи сигналов, включающей ионы кальция и белки семейства Rho, представляющие собой небольшие G-белки. При этом изменяется общее количество фосфорилированной и нефосфорилированной форм миозина-II. Фосфорилированный миозин II собирается в сократимые структуры, включающие стресс-фибриллы, цитокинетическое кольцо и сократимые фибриллы, обеспечивающие сокращение гладких мышц.
Активность некоторых представителей семейства миозинов регулируется связыванием ионов кальция с легкими цепями, однако значение этого пути регуляции изучено недостаточно. Известно, что ионы кальция вызывают конформационные изменения легких цепей, что влияет на АТФазную активность миозина и его подвижность.
Хвостовые домены некоторых миозинов связываются с карго, например с внутриклеточными мембранами и белками, которые транспортируются по актиновым филаментам с участием миозина. Взаимодействие миозина с транспортируемыми объектами может регулироваться за счет фосфорилировании миозинового хвостового домена или при связывании с другими белками. Как показано на рисунке ниже, хвост миозина V, содержащего две головки и способного транспортировать карго, может регулироваться по обоим механизмам. Фософорилирование хвоста миозина V ослабляет его связывание с траспортируемыми объектами и приводит к диссоциации комплекса.
Дефосфорилирование миозина приводит к связыванию с карго и к его транспорту по актиновым филаментам. Миозин V также взаимодействует с карго посредством ассоциации с семейством Rab малых G-белков. Этот миозин с высоким сродством связывается с ГТФ-связанным Rab, но имеет низкое сродство к комплексу ГДФ-Rab. Когда миозин V не связан с карго, он может принимать свернутую конфигурацию, которая вызывает ингибирование его АТФазной активности.
Миозин II представляет собой гексамерный комплекс,
состоящий из двух тяжелых цепей и двух пар различных легких цепей.
Эти комплексы собираются в биполярные толстые филаменты.