肌球蛋白轻链在血管平滑肌舒缩中的机制研究进展

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肌球蛋白轻链激酶介导的肌球蛋白调节轻链磷酸化研究

肌球蛋白轻链激酶介导的肌球蛋白调节轻链磷酸化研究

•综述•肌球蛋白轻链激酶介导的肌球蛋白调节轻链磷酸化研究高文1,李科S李雪萍李亚2,宋梅1(1.西安医学院临床医学院,陕西西安710021;2.西安医学院第一附属医院,陕西西安710003)摘要:肌球蛋白轻链激酶(MLCK)是一种Ca2+/CaM(钙调素)依赖性蛋白激酶,通过介导肌球蛋白调节轻链(RLC冤磷酸化促进肌肉的收缩遥近年来研究发现RLC磷酸化在细胞病理生理功能中起着重要作用,本文就MLCK介导的RLC磷酸化最新研究进展作一综述遥关键词:肌球蛋白轻链激酶;肌球蛋白调节轻链;肌肉收缩中图分类号:Q512.2文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2021.08.008文章编号:1006-1959(2021)08-0028-04Study on Myosin Light Chain Phosphorylation Mediated by Myosin Light Chain KinaseGAO Wen1,LI Ke*,LI Xue-ping*,LI Ya2,SONG Mei1(1.The Clinical Medicine College of Xi'an Medical University,Xi'an710021,Shaanxi,China;2.The First Affiliated Hospital of Xi'an Medical University,Xi'an710003,Shaanxi,China)Abstract:Myosin light chain kinase(MLCK)is a Ca2+/CaM(calmodulin)-dependent protein kinase that promotes muscle contraction by mediating myosin-regulated light chain(RLC)phosphorylation.In recent years,studies have found that RLC phosphorylation plays an important role in cell pathophysiological functions.This article reviews the latest research progress of MLCK-mediated RLC phosphorylation.Key words:Myosin light chain kinase;Myosin regulatory light chain;Muscle contraction肌球蛋白轻链激酶(myosin light chain kinase, MLCK)是一种专门依赖Ca2+/CaM(钙调素)的蛋白激酶,广泛存在于骨骼肌、平滑肌、心肌以及哺乳动物非肌肉细胞中,通过催化肌球蛋白调节轻链(regulatory light chain of myosin,RLC)N末端丝氨酸残基的磷酸化,可增强肌动蛋白激活的肌球蛋白ATP酶活性,从而促进肌球蛋白和肌动蛋白之间的相互作用[1]。

肌联蛋白(Titin)在肌肉收缩中的作用

肌联蛋白(Titin)在肌肉收缩中的作用

肌联蛋白(Titin)在肌肉收缩中的作用摘要:1954年Hugh Huxley & Jean Hanson提出了肌丝滑行学说,成为了解释肌纤维收缩分子机制的经典学说。

现阶段的研究发现,肌丝滑行学说不能解释向心活动和离心活动的区别,也不能解释后效力量增加的原因,也没包含肌联蛋白(Titin)。

本文通过在 PubMed和CNKI上检索“muscle contraction”“Titin” “肌丝滑行”等关键词,查阅相关文献的方法,对“Titin在肌肉收缩中的作用”进行分析和综述,总结了肌肉收缩过程的研究现状,也对肌丝滑行学说的丰富和完善提出了展望。

关键词:Titin;肌丝滑行;肌肉收缩;1.历史和背景几个世纪以来,肌肉收缩一直令科学家们着迷。

直到19世纪后期,显微镜技术的发展和应用,才对肌肉的基本结构特征有了进一步的认识,如观察到肌肉是规则的横纹肌。

在 20世纪初,一个激活的肌肉被简单地认为是一种新的弹性体(Gasser and Hill,1924)。

在二十世纪五十年代之前,肌肉收缩和产生力量被认为是肌节中间可见的长蛋白链折叠造成的。

这个缩短被认为是由乳酸引起的。

在五十年代初,仔细分析A带的长度,发现肌球蛋白在各种收缩的条件下都不发生长度变化,因此,不能说明肌肉收缩产生力量的过程中肌肉组织可以经历的长度变化(Huxley,1953)。

1957年,安德鲁?赫胥黎提出了这种相对滑动可能发生的设想,并提供了一个现在被称为肌丝滑行学说的数学框架(Huxley,1957)。

这张纸,被引用超过3000次(Google Scholar,June2014),大致描述了今天我们对肌肉收缩的思考。

2. 对肌丝滑行学说的讨论分析目前有关肌肉如何收缩的模型是肌丝滑动理论,但该理论并没有充分包含巨型肌联蛋白、肌肉中固有的弹性能力,也没有肌肉离心和向心活动的区别,同样也没有涉及后效力量的增加。

肌丝滑行学说认为肌肉的缩短是由于肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行造成的,即当肌肉收缩时由Z线发出的细肌丝在某种力量的作用下向A带中央滑行,结果相邻的各Z线互相靠近,肌小节的长度变短,从而导致肌纤维的缩短。

RhoA/ROCK途径在高血压发病机制中的研究进展

RhoA/ROCK途径在高血压发病机制中的研究进展

RhoA/ROCK途径在高血压发病机制中的研究进展RhoA/Rho激酶(RhoA/ROCK)途径在许多病理状态中起重要作用。

RhoA蛋白参与了血管平滑肌张力的调节并激活许多下游激酶。

ROCK是RhoA的下游激酶之一,ROCK在局部血流和血压中发挥各种重要功能。

ROCK激活可维持肌球蛋白轻链激酶的活性导致肌动蛋白/肌球蛋白的相互作用和平滑肌细胞的收缩,这一作用独立于游离胞质钙的水平。

本文对RhoA/ROCK与高血压之间的关系作一综述,更好地理解这一通路在高血压中的作用机制。

[Abstract] RhoA/ROCK pathway plays an important role in many pathological diseases. RhoA participates in the regulation of smooth muscle tone and activates many downstream kinases. ROCK is one of the downstream kinases of RhoA. ROCK is necessary for diverse functions such as local blood flow,arterial/pulmonary blood pressure. ROCK activation permits actin/myosin interactions and smooth muscle cells contraction by maintaining the activity of myosin light-chain kinase,independently of the free cytosolic calcium level. The focus of this review is on the involvement of RhoA/Rho-kinase in hypertension,before exploring the most recent findings regarding this pathway.[Key words] RhoA/ROCK;Hypertension;ROS;Ang Ⅱ高血压是一种多因素疾病,其特征为周围血管阻力增加且伴随着平滑肌细胞肥大和增生。

细胞内cAMP信号传导途径与心血管健康关系研究

细胞内cAMP信号传导途径与心血管健康关系研究

细胞内cAMP信号传导途径与心血管健康关系研究近年来,心血管疾病已成为全球范围内最主要的健康问题之一。

细胞内cAMP信号传导途径在心血管健康中的作用备受关注。

本文旨在探讨细胞内cAMP信号传导途径与心血管健康的关系,并分析其可能的作用机制。

细胞内cAMP信号传导途径是一种重要的细胞信号传导机制,通过调节多个重要的生物学过程,对细胞的生理功能发挥着重要的影响。

在心血管系统中,细胞内cAMP信号传导途径在调控心脏收缩、松弛、心肌细胞增殖、血管平滑肌细胞舒张等方面起到关键作用。

首先,细胞内cAMP信号传导途径通过激活腺苷酸环化酶(adenylyl cyclase,AC),将AMP转化为cAMP。

cAMP通过激活蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)进而调控多种下游效应器蛋白。

在心血管系统中,cAMP通过激活PKA调节心脏收缩和松弛。

具体来说,cAMP通过维持心肌肌浆网中的钙离子浓度平衡,促进心肌肌间盘收缩,从而增加心肌收缩力。

同时,cAMP也能够促进心肌细胞的松弛,从而有助于心脏舒张。

除了对心脏功能的调节外,cAMP信号传导途径也影响血管平滑肌细胞的舒张。

在血管平滑肌细胞中,cAMP通过激活蛋白激酶A,进而磷酸化肌球蛋白轻链,从而使血管平滑肌细胞松弛,促进血管舒张。

这一过程对于维持正常的血压以及预防动脉粥样硬化等心血管疾病的发生发展具有重要意义。

除了心脏功能和血管舒张外,细胞内cAMP信号传导途径还参与调节心肌细胞的增殖。

以心肌梗死为例,心肌细胞的损伤和死亡会导致心脏组织的重构和瘢痕形成。

cAMP信号传导途径的激活被证实能够促进心肌细胞的增殖,从而有助于心脏组织的修复。

然而,细胞内cAMP信号传导途径在心血管健康中的具体作用机制仍然需要进一步研究。

一方面,心血管疾病的发生发展是一个复杂的过程,涉及多个信号通路和因素的相互作用。

cAMP信号传导途径仅是其中之一。

另一方面,cAMP信号传导途径涉及多个下游效应器蛋白,其互作和调控关系也十分复杂。

肌球蛋白轻链磷酸酶靶向亚基1在调节血管张力中的作用的研究进展

肌球蛋白轻链磷酸酶靶向亚基1在调节血管张力中的作用的研究进展

四川生理科学杂志2019;41(3)237.综述•肌球蛋白轻链磷酸酶靶向亚基1在调节血管张力中的作用的研究进展**基金项目:国家自然科学基金资助(编号:30670763,81173661);四川 省国际科技创新合作项目(编号:2019YFH0174);泸州市人民政府西南 医科大学科技战略合作应用基础研究项目(编号:2O18LZXNYI>ZK36) 作者简介:刘小勤,女,药理学硕士研究生在读,主要从事心血管药物作 用及机制研究,Email : lxql5310809804@ ;△通讯作者:杨艳,女,研究员,主要从事心血管药物作用的离子通道机 制 研究,Email : wyangyan @ swmu. edu. com 。

刘小勤杨艳#(西南医科大学心血管医学研究所医学电生理学教育部和四川省重点实验室、四川省心血管疾病防治协同创新中心,四川泸州646000)Advances on myosin phosphatase targeting 1 in regulating vascular tone *Liu Xiao-qin, Yang Yan #(Key Lab of Medical Electrophysiology of Ministry of Education and MedicalElectro p hysio l ogical Key Labo r ato r y o f Sichuan Province, Institute of Card i o v ascular Research,So u t h w est Medical University, Sichuan Luzho u 646000)摘 要 肌球蛋白轻链磷酸酶靶向亚基1(Myo s in pho s phatase target subunit 1,MYPT1)可通过其亮氨酸亚型转换和丝氨酸/苏氨酸(Serine/threonine,S/T )可磷酸化位点的磷酸化,调节血管张力。

平滑肌收缩中Ca2+敏感性调节的机理

平滑肌收缩中Ca2+敏感性调节的机理

平滑肌收缩中Ca2+敏感性调节的机理
朱卫忠;韩启德
【期刊名称】《生理科学进展》
【年(卷),期】1997(028)003
【摘要】多种激动剂增加细胞器对Ca^2+的敏感性,即Ca^2+的敏感性,即Ca^2+敏感化作用。

激动剂的这种作用可能是通过G蛋白,经信号分子花生四烯酸和二酰基甘油,反暹号传递到肌球蛋白轻链磷酸酶(MLCP),增加肌球蛋白磷酸化。

细胞内游离Ca^2+升高到一定程度,calmodulin激酶Ⅱ活化,导致MLCK磷酸化,降低了其对Ca^2+-calmodulin亲和力,MLCK对Ca^2+敏感性降低,即Ca^2
【总页数】3页(P243-245)
【作者】朱卫忠;韩启德
【作者单位】北京医科大学第三医院血管医学研究所;北京医科大学第三医院血管
医学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】R337.2
【相关文献】
1.血管平滑肌收缩的Ca2+信号调节机制 [J], 宋娜娜;吴国强;沈霖霖
2.库容性Ca2+内流介导大鼠远端结肠平滑肌收缩 [J], 柯道平;周华;李忠稳;孔德虎;马嵘
3.依脉特灵对Ca2+所致小鼠离体子宫平滑肌收缩的拮抗作用 [J], 查力
4.心肌和血管平滑肌收缩涉及Ca2+方面的研究进展 [J], 顾斌
5.卒中易感型自发性高血压大鼠血管平滑肌收缩装置对Ca2+敏感性变化的研究[J], 曹济民;陈孟勤;王群
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高原肺动脉高压发病机制研究进展

高原肺动脉高压发病机制研究进展

高原肺动脉高压发病机制研究进展谭秀娟【摘要】高原肺动脉高压主要是由于高原习服不适应或不良适应而产生的高原疾病并发症.高原低氧环境下,低氧导致肺血管收缩,持续低氧能够诱导低氧性肺动脉高压的产生和发展.慢性低氧造成肺血管重构和右心室肥厚等病理生理现象,进而会导致肺水肿、脑水肿等高原病.因此,明确高原性肺动脉高压发病机理为高原病的预防和治疗奠定基础.现就近几年对高原性/低氧肺动脉高压发病机制方面的相关研究进行综述.【期刊名称】《心血管病学进展》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】4页(P674-677)【关键词】肺动脉高压;血管收缩;血管重构【作者】谭秀娟【作者单位】西南交通大学附属成都市第三人民医院/西南交通大学医学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】R544.1+6目前,很多肺动脉高压的定义是指在静息状态下肺动脉平均压≥25 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)[1-3]。

根据最新的肺动脉高压分类指南,高原肺动脉高压(highaltitude pulmonary hypertension,HAPH)属于其第三类[2]。

HAPH患者在行动时具有呼吸困难、头痛,并易感到疲劳等症状。

随着病程的发展,会出现心脏代谢性失常,甚至危及生命[3]。

HAPH是由于高原低氧(缺氧)环境下,代偿性地使肺换气增加、血管收缩引起的[4],常见于高原习服不适应,或者不良适应而发生的一种高原疾病。

其病理生理机制还不完全清楚。

氧化应激[5-6]、内皮细胞功能紊乱、肺血管平滑肌细胞增殖、肺血管重构[7]、肺血管纤维化以及心脏早期适应性增厚[8]等是促进HAPH发展的主要病理生理变化。

据统计大约有1.4亿人是永远生活在高海拔地区上的,海拔高度一般在2 500 m以上,这些长期居住在高原的人及其后代,其基因表型发生了适应性变化[9],这些变化使得生存在高原环境中的人与健康平原居民相比,也具有相似的肺动脉血压、心率和血氧饱和度[10-11],以适应极端环境而生存下来。

Rho 激酶抑制剂法舒地尔治疗冠心病的研究进展

Rho 激酶抑制剂法舒地尔治疗冠心病的研究进展

Rho 激酶抑制剂法舒地尔治疗冠心病的研究进展丁晓松;李虹伟【期刊名称】《中国心血管杂志》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P235-237)【关键词】ROCK;法舒地尔;冠状动脉疾病;缺血;再灌注损伤【作者】丁晓松;李虹伟【作者单位】100050 首都医科大学附属北京友谊医院心内科;100050 首都医科大学附属北京友谊医院心内科【正文语种】中文Rho激酶(Rho kinase,ROCK)及其下游效应信号分子是近年研究较多的信号通路之一,在心血管系统中该信号通路同样具有重要作用,如在冠心病、高血压、肺动脉高压等多种疾病发病机制中有重要作用。

ROCK抑制剂法舒地尔最早用于治疗蛛网膜下腔出血,近年来诸多研究显示其在冠心病急、慢性缺血治疗中具有一定作用,而越来越多的基础及临床研究进一步揭示了其作用机制,本文就此进行总结。

ROCK是一种在体内广泛表达的小GTP磷酸化酶,ROCK-1 mRNA在除了大脑和肌肉组织外大量表达,而ROCK-2 mRNA在大脑、肌肉、心脏、肺和胎盘组织大量表达[1]。

ROCK参与了多种细胞功能,如平滑肌收缩、应力纤维形成、细胞骨架重构、细胞分化与迁移、细胞凋亡等[2]。

在平滑肌收缩过程中,肌球蛋白轻链(myosin lightchain,MLC)的磷酸化水平是决定平滑肌收缩程度的一个重要因素,MLC的磷酸化水平受到依赖Ca2+/钙调蛋白(Calmodulin,CaM)的肌球蛋白轻链激酶(myosinlight chain kinase,MLCK)和Ca2+非依赖的肌球蛋白轻链磷酸酶(myosin light chain phosphase,MLCP)的双重调节。

MLCK磷酸化MLC的Ser19位点,引起肌动蛋白-肌球蛋白系统的活化,导致平滑肌收缩,MLCP的抑制可以使MLC磷酸化和平滑肌收缩进一步增强,即增加了收缩或调节装置对Ca2+的敏感性,这种现象被称之为“钙敏化”(Ca2+ sensitization)[3]。

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・1452・CHINEsEJOURNAl.OFINTEGRATIVEMEDlC.1NEONCARDIO-/CEREBROVAsA;UI。

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现下作于北京军区总医院(邮编:100700)I程霞,工作于北京军区总医院;陈光辉,工作于巾国人民解放军总医院。

(收稿日期:2009—08—04)(本文编辑郭怀印)肌球蛋白轻链在血管平滑肌舒缩中的机制研究进展D焦东东,蔡辉中图分类号:R392.5文献标识码:A文章编号:1672—1349(2009)12—1452—03血管舒缩在人体局部牛理活动中有重要的意义。

对于局部血压的形成和控制起着重要的作用,并可影响组织的血供。

肌球蛋向是血管平滑肌(vascularsmoothmuscle。

VSM)的一种收缩蛋白,其轻链的磷酸化与去磷酸化是血管舒缩调控的终末路径,也是血管舒缩调节机制中信号转导的重要介质。

1肌球蛋白结构及功能肌球蛋白是粗丝的基本组成蛋白,是一个六聚体的大分子蛋白质,包括两条质量约220kDa的霞链(myosinheavychain,MHC)、2条约17kDa的基本轻链和2条约20kDa的调节性轻链(MLC20)。

其中。

重链具有ATP酶活性,参与肌丝滑动。

20kDa轻链是肌球蛋白的主要调节性结构域,主要功能通过肌球蛋白轻链激酶(myosinlightchainkinase,MLCK)与肌球蛋白轻链磷酸酶(myosinlightchainphosphatase,MLCP)完成磷酸化及去磷酸化,从而调控平滑肌的舒缩。

17kDa轻链功能尚不完全明确,一项关于早期幼鼠肺的研究证实它在正常肺动脉上表达,在发育过程中其表达的中断能影响肺组织形态学分化fJ]。

1)为南京军区南京总医院青年基金项目(No.Q2008042)2血管平滑肌舒缩机制目前广泛被接受的平滑肌收缩机制是肌丝滑行学说[2]:肌细胞受刺激发生兴奋时,胞外钙经胞膜上的钙通道内流,进而触发肌浆膜的钙引起的钙释放通道开放释出大量内钙,使胞浆中游离钙浓度迅速增高。

增高的Ca2+与胞浆内无活性的钙调蛋白(calmodulin,CaM)结合成为具有活性的ca”一CaM复合体,并激活胞内MI。

CK,在ATP和Mg“参与下,肌球蛋白头邴形成的横桥摆动,靠近肌动蛋白拖动细肌丝滑行,从而完成一次平滑肌收缩。

此后,MLCP催化去磷酸化反应,平滑肌舒张。

3肌球蛋白轻链在血管平滑肌舒缩中的作用血管平滑肌舒缩机制是公认的经典的肌丝滑行学说,近来也有人不断提出非钙依赖途径及非激酶途径。

肌球蛋白轻链在各种途径中有重要的作用。

3.1经典途径调节传统认为肌球蛋白调节性轻链的磷酸化与去磷酸化,以及胞内钙浓度的变化是血管平滑肌收缩机制中万方数据中两医结合心脑血管病杂志2009年12月第7卷第12期.1453.的两个重要环节。

通过调节这两个过程从而完成平滑肌的舒缩。

3.1.1肌球蛋白轻链磷酸化及去磷酸化MLCK及MI。

CP是平滑肌细胞收缩关键的调节蛋白。

MI,CK结构组成包括N端肌动蛋白结合区、中心激酶区,钙调蛋白结合Ⅸ及C端的肌球蛋亡J结合区。

通常认为,与骨骼肌不同.平滑肌收缩的调节主要是通过MLC20的磷酸化和去磷酸化而完成,Ca2+与钙调蛋白结合后激活MI£K,进而MLCK使MLC20上第19位的丝氨酸磷酸化,导致激活肌球蛋白头部的M92+一ATP酶(简称ATP酶),该酶水解ATP产牛能冒使肌球蛋白与肌动蛋白相互作用(肌丝滑动),从而引发肌肉收缩【3J。

MLCK在这一途径中发挥作用的Ⅸ域位于中心激酶区,其中ca2+、MLC20磷酸化是该途径引发肌肉收缩的必要条件。

多种因素可通过作用于MLCK影响MI,C的磷酸化。

进而调控平滑肌的舒缩。

最近有研究发现,血管紧张素Ⅱ通过肾素一血管紧张素系统(RAS)信号通路调控平滑肌中MI。

CK表达,进而调节血管莺塑及血压“J,提示RAS系统可通过MI.(:影响血管压力的形成。

MI。

CP是由三种亚基组成【5J:分子量37kDa的l型蛋白磷酸酶催化亚基(proteinphosphatase1catalyticsubunit,PPIc);作为作用靶的分子量为130kDa肌球蛋白靶亚基(myosinphos—phatasetargetsubunit,MYPT);分子量20kDa的小亚基。

功能尚不清楚。

I毕LCP催化去磷酸化反应,使肌球蛋白回到静息的去磷酸化状态,使平滑肌完成舒张。

有较多的研究证明在平滑肌细胞内有多个途径可以抑制MI,CP的活性,减少MLC脱磷酸化,导致.VSM细胞的舒张功能障碍,影响血压的调节,如MI£P结合亚基自身的磷酸化可以抑制MLCP的活性,而这种MLCP结合亚基的磷酸化可以由Rho蛋白激酶(Rho—kinase)所诱导【6J,肌球蛋白磷酸酶一Rho相互影响蛋白(Myosinphos—phataaerRhointeractingprotein。

M—RIP)活性降低可以抑制MLCP结合亚单位与张力纤维结合,使MLCP失活,花生四烯酸(a/aehidonicacid,AA)作为细胞内的第二信使,可以竞争性的使MLCP催化亚基从全酶上解离下来。

导致MLCP失活,17'ld3a的PKC依赖性蛋白质磷酸酶1抑制剂(PKC—potentiatedproteinphosphatase1inhibitoryproteinof17kDa,CPI一17)是一种内源性肽类,磷酸化后可通过PPlc而抑制MI。

CP的催化亚基导致其失活[“。

3.1.2钙调节与MLC胞浆外游离钙水平是调节平滑肌收缩的重要因素。

静息状态下,细胞外钙浓度和胞内钙池内浓度明显高于胞浆,当平滑肌受刺激而激活时.细胞膜去极化使电压依赖式钙通道开放,使胞浆内游离钙显著增高作用于MLCK导致平滑肌收缩。

这一过程主要通过三磷酸肌醇、G蛋白,磷脂酶C、磷脂酶Az、花生四烯酸、蛋白激酶C、环磷腺苷和环磷鸟苷等通过不同信号转到途径的调节实现。

经过多年研究。

这一机制已明确,在此不多阐述。

近年来,影响血管平滑肌收缩的另一重要闪素一肌球蛋白对Ca2+的敏感性成为关注重点。

它是正常时在恒定的胞浆游离钙浓度下调节血管张力的重要机制。

被称为钙增敏作用阳]。

大部分增敏肌球蛋白的激动荆可作用于膜上特异性受体,产生第二信使花生四烯酸、DAG、PKC,可通过抑制MLcP活性,从而增敏肌球蛋白对Ca”的敏感性,诱导VSM的收缩。

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