ミオシン軽鎖キナーゼ

ミオシン軽鎖キナーゼ（MYLKまたはMLCK とも呼ばれる）は、特定のミオシン軽鎖、すなわちミオシンIIの調節軽鎖をリン酸化するセリン/スレオニン特異的タンパク質キナーゼである。^{[ 3 ]}

細胞の種類によってドメインは多数異なるが、MYLKアイソフォームすべてに共通する特徴的なドメインがいくつか存在する。MYLKはATP結合ドメインを持つ触媒コアドメインを含む。触媒コアの両側にはカルシウムイオン/カルモジュリン結合部位がある。このドメインへのカルシウムイオンの結合により、MYLKとミオシン軽鎖との結合親和性が高まる。このミオシン結合ドメインはキナーゼのC末端に位置する。キナーゼの反対側のN末端にはアクチン結合ドメインがあり、これによりMYLKはアクチンフィラメントと相互作用してその位置を維持することができる。^{[ 4 ] [ 5 ]}

MYLKには4つの異なるアイソフォームが存在する：^{[ 6 ]}

• MYLK1 – 平滑筋
• MYLK2 – 骨格
• MYLK3 – 心臓
• MYLK4 – 小説

これらの酵素は、筋肉の収縮機構において重要である。筋小胞体または細胞外空間からカルシウムイオン（Ca ²⁺）が筋肉に流入すると、平滑筋線維の収縮が始まる可能性がある。まず、カルシウムはカルモジュリンに結合する。^{[ 7 ]}カルシウムイオンの流入とカルモジュリンへの結合の後、pp60 SRC （プロテインキナーゼ）がMYLKの立体構造変化を引き起こし、MYLKを活性化し、その結果、ミオシン軽鎖のセリン残基19のリン酸化が増加する。MLCのリン酸化により、ミオシンクロスブリッジがアクチンフィラメントに結合し、収縮が始まる（クロスブリッジサイクルを介して）。平滑筋は横紋筋のようにトロポニン複合体を持たないため、この機構が平滑筋収縮を調節する主な経路である。細胞内カルシウム濃度を低下させるとMLCKは不活性化されるが、ミオシン軽鎖はリン酸化によって物理的に修飾されているため（ATPase活性によるものではない）、平滑筋収縮は停止しない。平滑筋収縮を停止させるには、この変化を元に戻す必要がある。ミオシン軽鎖の脱リン酸化（およびそれに続く筋収縮の停止）は、ミオシン軽鎖ホスファターゼ（MLCP）と呼ばれる第2の酵素の活性によって起こる。^{[ 8 ]}

プロテインキナーゼCとROCキナーゼはカルシウムイオンの取り込みの調節に関与しており、これらのカルシウムイオンはMYLKを刺激し、収縮を引き起こします。^{[ 9 ]} RhoキナーゼはMYLKの相同タンパク質であるミオシン軽鎖ホスファターゼ（MYLP）の活性をダウンレギュレーションすることによってMYLKの活性も調節します。^{[ 10 ]} ROCKはMYLKのダウンレギュレーションに加えて、アクチンストレスファイバーを脱重合するタンパク質であるコフィリンを阻害することによって、アクチン/ミオシン収縮を間接的に強化します。^{[ 11 ]} ROCKと同様に、プロテインキナーゼCはMYLPをダウンレギュレーションするCPI-17タンパク質を介してMYLKを調節します。^{[ 12 ]}

肺疾患の中には、肺細胞内でMYLKが適切に機能できないために発生するものがあることがわかっています。MYLKの過剰活性は、隣接する内皮細胞と肺組織細胞間の機械的力の不均衡を引き起こします。不均衡は、肺胞に体液が流入する急性呼吸窮迫症候群を引き起こす可能性があります。 ^{[ 13 ]}細胞内では、MYLKはミオシン軽鎖をリン酸化してミオシン/アクチンストレスファイバー複合体の収縮を引き起こし、内向きの牽引力を提供します。逆に、タイトジャンクションとアドヘレンスジャンクションを介した細胞間接着と、インテグリンと焦点接着タンパク質を介した細胞外マトリックス（ECM）への固定により、外向きの牽引力が発生します。ミオシン軽鎖は、カドヘリンに付着したアクチンストレスファイバーを引っ張り、隣接する細胞のカドヘリンの力に抵抗します。しかし、MYLKの過剰活性化によりアクチンストレスファイバーの内向きの牽引力が細胞接着分子の外向きの牽引力よりも大きくなると、組織がわずかに引き裂かれて漏れやすくなり、肺に体液が流入する可能性がある。^{[ 14 ]}

虚血再灌流、高血圧、冠動脈疾患などの平滑筋障害のもう1つの原因は、プロテインキナーゼC （PKC）の変異によってMYLPが過剰に阻害され、MYLKの活性が阻害されてミオシン軽鎖が脱リン酸化されることである。ミオシン軽鎖にはリン酸切断能がないため、活性型PKCはミオシン軽鎖タンパク質の脱リン酸化を防ぎ、活性型コンフォメーションのままにしておくことで平滑筋収縮の増加を引き起こす。^{[ 12 ]}

• プロテインキナーゼA

• 米国国立医学図書館の医学主題見出し（MeSH）におけるMYLK+タンパク質、+ヒト
• 米国国立医学図書館の医学主題見出し（MeSH）におけるミオシン軽鎖＋キナーゼ

この記事には、米国国立医学図書館の公開情報（パブリックドメイン）が含まれています。