Teloquín

La teloquina (también conocida como proteína relacionada con la quinasa o KRP) es una proteína abundante que se encuentra en el músculo liso. Es idéntica al extremo C-terminal de la quinasa de la cadena ligera de miosina . La teloquina puede desempeñar un papel en la estabilización de los filamentos de miosina no fosforilados del músculo liso . ^{[2] [3]} Debido a su origen como extremo C-terminal de la quinasa de la cadena ligera de miosina del músculo liso, se la llama "teloquina" (de una combinación del griego telos, "extremo" y quinasa). ^[4]

El nombre sistemático de Telokin es ATP:[cadena ligera de miosina] O-fosfotransferasa y su nombre recomendado es quinasa de cadena ligera de miosina. ( EC 2.7.11.18).

El gen MYLK , un miembro muscular de la superfamilia de genes de inmunoglobulina , codifica la quinasa de la cadena ligera de miosina, que es una enzima dependiente de calcio/ calmodulina . Se han identificado cuatro variantes de transcripción que producen cuatro isoformas de la enzima dependiente de calcio/calmodulina, así como dos transcripciones que producen dos isoformas de teloquina. Las dos transcripciones que producen las dos isoformas de teloquina son las siguientes:

Isoforma 7

Esta variante codifica la isoforma más corta de la proteína relacionada con la quinasa, la teloquina. El primer exón corresponde al intrón 30 y el resto de la transcripción corresponde a los dos últimos exones del gen. Es más corta que la variante 8 por un codón en la unión de empalme entre los dos primeros exones. Está formada por 153 aa. Secuencia de referencia del NCBI: NP_444259.1. Proviene de la quinasa de la cadena ligera de miosina (MYLK) del Homo sapiens, variante de transcripción 7, ARNm, cuya longitud es de 2676 pb. Secuencia de referencia del NCBI: NM_053031.2.

Isoforma 8

Esta variante codifica la isoforma más larga de la proteína relacionada con la quinasa, la teloquina. Es más larga que la variante 7 por un codón en la unión de empalme entre los dos primeros exones. Está compuesta por 154 aa. Secuencia de referencia del NCBI: NP_444260.1. Proviene de la quinasa de la cadena ligera de miosina (MYLK) del Homo sapiens, variante de transcripción 8, ARNm, cuya longitud es de 2679 pb. Secuencia de referencia del NCBI: NM_053032.2.

La teloquina cataliza la siguiente reacción:

• ATP + cadena ligera de miosina = ADP + fosfato de cadena ligera de miosina. (Tipo de reacción: transferencia del grupo fosfo)

Requiere Ca ²⁺ y calmodulina para su actividad. La cadena ligera de 20 kDa de la miosina del músculo liso se fosforila más rápidamente que cualquier otro aceptor, pero las cadenas ligeras de otras miosinas y la propia miosina pueden actuar como aceptores, pero más lentamente. ^[5]

Los valores de Km _de la teloquina del homo sapiens son 0,018 mM a 23–25 °C y pH = 7,5. Esta enzima tiene un pH óptimo de 7,4 y una temperatura óptima de 30 °C. ^[6]

La teloquina es una proteína ácida con un valor de PI de 4-5 y 17 kDa con una secuencia de aminoácidos idéntica al extremo C de la quinasa de cadena ligera de miosina (MLCK) de 130 kDa, aunque se expresa como una proteína separada y es producida por un promotor alternativo del gen MLCK. La teloquina se transcribe a partir de un segundo promotor, ubicado dentro de un intrón, en la región 3' del gen MLCK. ^[7] Y es por eso que la concentración de teloquina (al menos 15 μM) es mayor que la concentración de MLCK.

Se ha demostrado que la telocina se une a filamentos de miosina no fosforilados y estimula el ensamblaje de minifilamentos de miosina in vitro. El principal mecanismo para iniciar la contracción del músculo liso (SM)2 es el aumento de la concentración de Ca ²⁺ que resulta en un aumento de la fosforilación de la cadena ligera reguladora de la miosina (MLC20) de 20 kDa en Ser-19.

Estructura primaria

La teloquina es una proteína intracelular y, como tal, no contiene el enlace disulfuro entre las cadenas beta B y F que se observa normalmente en los dominios constantes de inmunoglobulina. Sin embargo, sí contiene dos residuos de aminoácidos de cisteína (Cys63 y Cys115) que están situados en posiciones estructuralmente idénticas a las que forman el enlace disulfuro en el dominio constante de inmunoglobulina.

Estructura secundaria

La teloquina contiene 154 residuos de aminoácidos, 103 de los cuales eran visibles en el mapa de densidad electrónica. La teloquina y el dominio C-terminal de MLCK muestran similitudes en la secuencia de aminoácidos con varias proteínas musculares bastante no relacionadas , como la titina o la proteína C. ^[2] El pliegue molecular general de la teloquina consta de siete hebras de láminas beta plegadas antiparalelas que se enrollan para formar un barril. También hay una cola extendida de ocho residuos de aminoácidos en el extremo N que no participa en la formación de la lámina beta . El barril beta se puede imaginar simplemente como dos capas de lámina beta, casi paralelas entre sí, con una capa que contiene cuatro y la otra tres hebras beta.

Dominios

La teloquina tiene un dominio particular llamado tipo I similar a Ig (tipo intermedio similar a inmunoglobulina) con una longitud de 92 residuos entre 42 y 133. Al principio se pensó que este dominio era tipo C2 similar a Ig pero algunos estudios determinaron que su estructura comparte características del conjunto V y el conjunto C2 y es por eso que se inventó el tipo I. Este tipo de dominios median la adhesión de células T a través de su ectodominio y la transducción de señales.[2]

La presencia de KRP en diferentes tejidos se ha evaluado mediante inmunotransferencias utilizando anticuerpos anti-KRP y mediante análisis de su ARNm en Northern blot. ^{[8] [9] [10]} KRP es una proteína abundante específica de los músculos lisos. Hasta ahora no se ha detectado en tejidos no musculares y músculos estriados. ^[9] Su concentración en el músculo de la molleja es de 10 a 12 veces mayor que la de MLCK y solo de 2 a 3 veces menor que la de la miosina. ^[8] Los músculos vasculares tienen una relación KRP/ MLCK menor. ^{[9] [11]}

La telocina se expresa en niveles muy altos en el músculo liso del tracto intestinal, urinario y reproductivo, en niveles más bajos en el músculo liso vascular y en niveles indetectables en el músculo esquelético o cardíaco o en tejidos no musculares. Aunque la telocina es activada fuertemente por la miocardina y esta se expresa en gran medida en las células del músculo liso vascular, hay relativamente poca expresión de telocina en estas células. Esto sugiere que un factor inhibidor debe estar atenuando la actividad del promotor de la telocina en las células del músculo liso vascular. Un posible candidato para este factor inhibidor es GATA-6 ^[12]

El aumento en la expresión de teloquina se correlacionó con un aumento en la expresión de varias otras proteínas restringidas al músculo liso, incluidas la miosina del músculo liso y la alfa-actina. ^[7]

Se acumula en individuos con asma (a niveles proteicos). ^[13] Inducido por el factor de necrosis tumoral (TNF). ^[14] Reprimido por los andrógenos (p. ej., R1881). ^[15]

La telocina tiene dos funciones relacionadas en el dominio de unión a la miosina del extremo C de la quinasa de la cadena ligera de miosina del músculo liso (MLCK). En primer lugar, la telocina estabiliza los filamentos de miosina en presencia de ATP . En segundo lugar, la telocina puede modular el nivel de fosforilación de la cadena ligera de miosina. En esta última función, se han sugerido múltiples mecanismos. Una hipótesis es que la fosforilación de la cadena ligera se ve disminuida por la competencia directa de KRP y MLCK por la miosina, lo que resulta en una pérdida de la contracción. ^[8]

La telocina también inhibe la fosforilación de los filamentos de miosina, mientras que no tiene efecto sobre la fosforilación de la cadena ligera reguladora de la miosina aislada del músculo liso (ReLC). Sin embargo, cuando la telocina fue fosforilada por MLCK , se eliminó la inhibición inducida por la telocina de la fosforilación de la miosina, lo que indica la existencia de una vía moduladora dependiente de la telocina en la regulación del músculo liso. En esta parte debemos decir que la fosforilación de la telocina puede ser mejorada por la concentración de Ca ²⁺ y calmodulina.

La proteína relacionada con la quinasa (teloquina) se une a la miosina lisa desfosforilada cerca de la unión entre la varilla y la región de la cabeza catalítica (SI). Esta interacción se previene por la fosforilación de la miosina catalizada por MLCK y, a la inversa, la tasa de fosforilación de la miosina es a su vez inhibida por KRP in vitro. ^[8] Como consecuencia de esto, in vivo KRP podría ralentizar la tasa de fosforilación de la miosina por la quinasa de la cadena ligera de miosina (MLCK) y, por lo tanto, el desarrollo de la tensión. Cuando el nivel intracelular de Ca2+ está disminuyendo, el KRP también puede acelerar la relajación muscular al reducir la proporción de miosina fosforilada a fosforilada. KRP también es un importante regulador estructural de los filamentos de miosina. La miosina del músculo liso , en condiciones fisiológicas in vitro, puede adaptar dos conformaciones estables relativamente diferentes. Cuando la miosina está en la conformación extendida, está activa y es capaz de combinarse con otras moléculas de miosina para formar filamentos gruesos que son fundamentales para una contracción efectiva. Tras la unión del ATP , la parte de la varilla de la molécula de miosina no fosforilada se pliega en tercios, de modo que la unión cabeza-vara se acerca al centro de la varilla y se estabiliza allí, presumiblemente al interactuar tanto con las cadenas ligeras de 20 KDa como con la región del cuello. Esta interacción se evita mediante la fosforilación de la cadena ligera dependiente de MLCK , lo que da como resultado el desdoblamiento de los monómeros de miosina y su rápida polimerización en filamentos.

La unión de KRP a la región del cuello plegada, unida a ATP, de la miosina desfosforilada también promueve el desdoblamiento y la formación de filamentos, pareciendo así la fosforilación de la cadena ligera. Este podría ser un fenómeno fisiológicamente significativo considerando la alta concentración de ATP siempre presente en las células del músculo liso. Por lo tanto, la proteína relacionada con la quinasa puede tener un papel muy importante en el músculo liso relajado al mantener la miosina desfosforilada en el estado filamentoso lista para la siguiente respuesta contráctil rápida. Los experimentos destinados a probar esta hipótesis indicaron que en condiciones apropiadas , un pequeño exceso de KRP es suficiente para formar un complejo equimolar con la miosina del músculo liso y causar su polimerización completa en presencia de ATP . ^[11]

Ciertas mutaciones en el gen MYLK se asocian con aneurismas aórticos torácicos o disecciones aórticas torácicas . Esta enfermedad es causada por mutaciones que afectan al gen MYLK . Una enfermedad caracterizada por la dilatación permanente de la aorta torácica generalmente debido a cambios degenerativos en la pared aórtica. Se asocia principalmente con una apariencia histológica característica conocida como "necrosis medial" o "necrosis medial quística de Erdheim" en la que hay degeneración y fragmentación de fibras elásticas, pérdida de células musculares lisas y una acumulación de sustancia fundamental basófila. ^{[16] [17]}

En los gatos, la expresión de telocina varía inversamente con el diámetro de la arteria, excepto en las arterias cerebrales, donde no se observa telocina. La telocina y la cadena ligera de miosina se distribuyen uniformemente a lo largo de las arterias pulmonares pequeñas, sin embargo, no se colocalizan. Durante la hipoxia , la telocina se desfosforila y la cadena ligera de miosina se fosforila cada vez más en las células musculares lisas de las arterias pulmonares pequeñas, mientras que en las células musculares lisas de las arterias pulmonares grandes no hay cambios en la fosforilación de la telocina o de la cadena ligera de miosina. Cuando las células musculares lisas de las arterias pulmonares grandes se expusieron a la fenilefrina , la fosforilación de la cadena ligera de miosina aumentó sin cambios en la fosforilación de la telocina. En las arterias pulmonares pequeñas, la telocina fosforilada puede ayudar a mantener la relajación en condiciones no estimuladas, mientras que en las arterias pulmonares grandes, la función de la telocina permanece indeterminada. ^[18]