Сверхсемейство миозинов представлено 15 различными классами молекул. Миозин-II впервые обнаружен в мышцах. Он состоит из пары тяжелых цепей, пары эссенциальных легких цепей и пары регуляторных легких цепей (RLCs) (рис.1). Каждая тяжелая цепь имеет глобулярный головной домен, содержащий сайты связывания актина и АТФ, необходимые для моторной активности, промежуточный домен, который формирует α-спиральную суперскрученую coil (или палочку), отвественный за димеризацию тяжелой цепи и С-концевой неспиральный хвостовой отдел примерно в 34-44 аминокислоты Эссенциальные и RLCы, которые структурно сходны с калмодулином, связаны с дистальным моторным доменом.
     Гладкомышечный миозин-II и немышечный миозин-II регулируются с помощью фосфорилрования законсервированных сайтов RLCы и оба миозина-II имеют сходную ферментативную активность. Однако активность и регуляция немышечного миозина-II может существенно отличаться. Цитокинез и локомоция поляризованных клетоа нуждаются в правильной пространественной и временной регуляции миозина-II и др. ассоциированных цитоскелетных белков, тогда как в гладкомышечных клетках происходит незанчителное ремоделировани актимиозиновых ансамблей.

Изоформы и активность

     Позвоночные экспрессируют по крайней мере 2 изоформы тяжелой цепи немышечных миозина-II, обозначаемые миозин-IIА и миозин-IIВ. Эти изоформы на 85% идентичны в моторном домене и на 72% в палочковидном домене. Большинство различий приходится на неспиральную хвостовую часть. Идентифицировано 3 добавочных миозин-IIВ сплайс варианта в нервной ткани, которые являются результатом инсерций 10, 16 и 21 аминоксилоты в моторный домен. Большинство тканей экспресирует варьирующие соотношения миозина-IIА и миозина-IIВ, некоторые ткани и индивидуальные типы клеток экспрессируют только одну единственную изоформу. Напр., эпителий кишечника и тромбоциты кур, базофильные лейкемичные клетки крыс, которые экспрессируют только миозин-IIА, тогда как эмбриональные кардиальные миоциты - только миозин-IIВ, а головной мозг сильно обогащен миозин-IIВ.
     В большинстве клеток оба миозина-II кол-локализуются в перинуклеарных ыекуыы волокнах, тогда как в кортикальных облатях две изоформы обнаруживают клеточно-специфические различия паттерна своего расположения. В эндотелиальных клетках, мигрирующих в рану, миозин-IIА преобладает вблизи ведущего края, а миозин-IIВ преобладает в транспортируемом (ведомом) крае. Быстрее перемещается миозин-IIА в новые выпячивания, чем миозин-IIВ. Сходным образом во время миграции ростового конуса локализация миозина-IIВ коррелирует с областями ретракции в основании ростового конуса. Во время постмитотического расправления миозин-IIА концентрируется в периферических ыекуыы волокнах и расширяющихся краях клеток. Следовательно, эти миозины играют разные или только частично перекрывающиеся роли. миозин-IIА имеет максимальную активируемую актином АТФазную активность, в 2.6 раза более высокую, чем у миозина-IIВ, и движутся актиновые филаменты в 3.3 раза быстрее, чем те, что связаны с миозином-IIВ.

Фосфорилиpование

     Фосфорилирование немышечного миозина-II регулирует как моторную активность, так и сборку ансамбля. Во время митозов и секреции множественные остатки ена RLC и тяжелой цепи миозина-II фосфорилируются. Следовательно, миозин-II м.б. субъектом регуляции с помощью множественных путей передачи сигналов. Фосфорилирование миозина-II как в тяжелых, так и легких цепях может обеспечивать частичное или градированное влияние на функцию миозина-II. Также важно и влияние фосфатаз, обеспечивающих дефосфорилирование.

Фосфорилирование легкой цепи Киназный сайт легкой цепи миозина

     Фосфорилирование немышечного миозина-II в Сер19 RLC регулирует активность миозина точно также как и гладкомышечного миозина-II. Происходит активация активируемой актином АТФазы миозина-II, что способствует сборке миозина-II в филаменты. 3 киназы катализируют фосфорилирование RLC в Сер19 in vitro: Са2+/калмодулин-зависимая миозиновой легкой цепи киназа (MLCK), Rho киназа и р21-активируемая киназа.
     У позвоночных альтернативный сплайсин дает две MLCK: MLCK-108 ( конвенциональная гладкомышечная MLCK) и MLCK-210, высокомолекулярная изоформа с новым Т-терминальным расширением в 922-935 остатков. MLCK-108 экспрессируется в гладкомышечных и немышечных тканях, тогда как MLCK-210 экспрессируется в субнаборе этих тканей и превалирует в культивируемых немышенчых линиях клеток. Каталитический и регуляторный домены MLCK-108 и MLCK-21щ идентичны и , по-видимому, обладают сходным сродством и специфичностью к RLC. В фибробластах подавление MLCK вызывает распад ыекуыы волокон с одновременной дефосфориляцией RLC. Сходным образом ее блокада вызывает нарушение распространения ведущих ламелоподий и ингибирует подвижность эозинофилов и может нарушать пролиферацию клеток. Следовательно, MLCK является ключевым регулятором в сигнальных путях, обеспечивающих подвижность клеток, их деление и морфологию.
     Малая ГТФаза Rho регуирует распознавание актиновго цитоскелета в ответ на внеклеточные стимулы и в частности обеспечивает образование пучков актиновых филамент в stres волокна. Роль Rho киназы в обеспечении цитоскелетных перестроек подтверждается наблюдением, что Н-27632, малеткая молекуля ингибитор Rho киназы, блокирует сборку индуцируемых Rho ыекуыы волокон. Кроме того Rho киназа м. стимулировать образование ыекуыы волокон независимо от Rho, указывая тем самым, что Rho киназа обеспечивает сборку ыекуыы волокон и находится ниже Rho. Rho киназа фосфорилирует Сер19 RLC. Она фосфорилирует также миозин связывающую субъединицу миозин-II легкой цепи фосфатазы, которая отвечает за дефосфорилирование Сер19 в RLC. Фосфорилирование последней ингибирует фосфатазную активность. Следовательно, Rho киназа регулирует реогранизацию актинового цитосклета с помощью регуляции фосфорилирования миозина-II.

Сайт протеин киназы С

     В тромбоцитах и базофильных лейкемичных клетках активация РКС стимулирует фосфорилирование RLC Сер1/2, in vitro же она фосфорилирует и Ерк9. РКС фосфорилирование не только ингибирует величину MLCK фосфорилирования, но и ингибирует АТФазную активность миозина-II, так как она фосфорилируется с помощьбю MLCK. Установлено, что РКС фосфорилирование Thr9 ингибирует MLCK фосфорлирование RLC, тогда как фосфориирование ею Сер1/2 не влияет на MLCK.

Фосфорилирование тяжелой цепи

     РКС и казеин киназа II фосфорилируют разные остатки тяжелой цепи миозин-IIА и миозина-IIВ. in vitro РКС фосфорилирует миозин-IIА в одиночном серине вблизи С-конца ?фдзрфж спирального домена, а в миозине-IIВ множественные серины в неспиральном явостовом участке. Казеин киназа ШШ фосфорилирует обе изоформы в неспиральном фвостовом участке.
     В случае миозин-IIА известно, что неспиральный хвостовой участок участвует в формировании филамент путем снижения критической концентрации необходимой для сбоки, следовательно, ковалентная модификация вблизи этой области м.б. механизмом регуляции. Фосфорилирование тяжелой цепи ингибирует таким образом сборку миозина-ШШВ в фламенты, тогда как сборка миозин-IIА филамент остается неизменной.
     Кажущаяся постоянной кинетика фосфорилирования RLC указывает на то, что MLCK-108 и Rho киназа имеютс сходные ЛБыгиЮьБ.ыгиЮ значения, однако лБыгиЮсфеБ.ыгиЮ для фосфорилирования RLC с помощью MLCK примерно в 80-240 раз выше, чем с помощью Rho киназы, более того MLCK обладает более высокой специфичностью. Эти данные согласуются с минорной ролью Rho киназы шт мшмщ.

Нековалентная регуляция

     Другим механизмом регуляции активности миозина-II шт мшмщ является нековалентное взаимодействие с другими белками. Например, связывание кофилина (сщашдшт) с актиновыми филаментми вызывает изменения скрученности филамент, что м. нарушать их миозин-II-связывающую поверхность и тем самым специфически модулировать связываение двух миозин-II изоформ. Другим механизмом м.б. связывание миозина-II с с определенными изоформами актина. Более того сборка, транспорт и распад кластеров миозин-II филамент во время локомоции и цитокинеза клеток указывает на то, что молекулы, участвующие в стабилизации, таргетинге и разборке миозин-II филамент также играют важную роль в регуляции миозина-II.

Mts1

     Mts1 ген (S100A4, p9Ka, pEL98, CAPL b calvasculin) кодирует (кДа белок, относящийся к S100 подсемейству Са2+-связывающих белков. Он экспрессируется в широком круге тканей, наивысший уровень его экспрессии коррелирует с метастазированием.
     В соответствии с его способностью модулировать подвижность клеток, он локализуется в stress волокнах и диффузно в цитоплазме. Установлено, что Mts1 связывает актин, тропомиозин и миозин-II. В присутствии кальция Mts1 связывает тяжелые цепи миозина-IIА и миозина-IIВ вблизи С-конца α спиральной палочки со стохиометрией 3 моля Mts на моль тяжелой цепи миозина-II. Эта связь обнаруживает 2 эффекта in vitro: частичная деполимеризация филамент и ингибирование активируемой актином АТФазной активности миозина-II. Следовательно, Mts м. влиять на моторные свойства миозина-II. Кроме того связывание Mts1 ингибирует РКС фосфорилирование тяжелой цепи миозина-II.
     У дрозофилы инактивация гена D-LGL ведет к нарушениям мемран с пдолежащим цитоскелетом, что вызывает нарушения клетчоной формы и увеличивает их подвижность. Это в основном цитозольный белок , но его фракция тесно ассоциирует с плазменной мембраной. более того D-GKG является компонентом компекса с высоким мол. в., содержащим по крайней мере 10 дополнительных белков, включая и миозин-II. D-GLG прямо связывается с миозином-II в палочковом домене и эта ассоциация ингибируется фосфорилированием D-LGL. Идентифицирован гомолог у человека, мыши и дрожжей.