Myosine lichtketen kinase (MLCK) is een calcium/calmoduline-afhankelijk serine/threonine kinase, behorend tot de immunoglobuline superfamilie. Het fosforyleert de regulatoire myosine-lichtketens van *myosine II, om de myosinebinding aan *actine te vergemakkelijken en zo de contractiliteit te bevorderen. De rol van MLCK in contractiele weefsels is bekend, maar over de contractiele functie ervan in niet-musculaire cellen is relatief minder bekend. Het MLCK gen zelf is alternatief gespliced in verschillende niet-musculaire en gladde spier transcripten.
Functies van MLCK
MLCK wordt geactiveerd door calmoduline in reactie op een toename van intracellulair calcium. Het gaat dan over tot fosforylering van regulerende myosine lichte ketens op residuen serine 19 en threonine 18 . Deze fosforyleringen verhogen de ATPase-activiteit van actine-geactiveerd myosine en bevorderen zo de door myosine aangedreven contractie. Er moet echter worden opgemerkt dat MLCK zelf ook actinebindende activiteit heeft, via zijn N-einddomein. Voor de specifieke binding van myofilamenten zijn drie herhalingen van de consensussequentie, DFRXXL, in het N-einddomein nodig.
Schema van het Myosin light chain kinase. 12-RRs = 12-residue long repeats; KD = kinasedomein
In niet-spiercellen is MLCK-activering van myosine II betrokken bij een groot aantal cellulaire processen, waaronder celverspreiding, migratie en cytokinese, maar ook celtypespecifieke processen zoals neurietuitgroei en morfogenese van bloedplaatjes (zoals besproken in ). Opgemerkt moet worden dat niet alle cellen een stijging van intracellulair calcium nodig hebben om motiliteit of morfogenetische veranderingen te induceren en in deze gevallen is de rol van MLCK onduidelijk.
In cellen die wel een verandering in het intracellulaire calciumgehalte nodig hebben om celmotiliteit te bevorderen, is MLCK-afhankelijke regulatie duidelijker. Algemeenheden kunnen echter niet gemakkelijk worden getrokken als gevolg van celtypespecifieke variaties in de rol van MLCK. Het is bijvoorbeeld bekend dat een verlaagde MLCK-spiegel of een verminderde MLCK-functionaliteit de celmotiliteit belemmert. In eosinofielen blijft de lamellipodia-vorming echter bestaan, hoewel de motiliteit wordt belemmerd, in tegenstelling tot gladde spiercellen, waar zowel de motiliteit als de lamellipodia-vorming worden geremd.
Tijdens de mitose ondergaat de cel belangrijke veranderingen in de morfologie, waarvoor grootschalige reorganisaties van het cytoskelet nodig zijn. Bijvoorbeeld, tijdens de vorming van de splijtingsgroef aan het eind van de metafase. Van Myosine II is bekend dat het een integrale rol speelt in dit proces als component van de contractiele ring en als zodanig strak gereguleerd wordt door fosforylering van zijn regulerende lichte ketens (zoals besproken in ). MLCK lokaliseert naar de middenzone van de spindel tijdens de late metafase en wordt maximaal geactiveerd door calcium/calmoduline binding wanneer de splijtingsgroeven beginnen binnen te dringen. Het is daarom goed geplaatst om myosine II-afhankelijke cytoskeletale herschikkingen tijdens de ingressie te reguleren, hoewel andere kinasen zoals ROCK (Rho-geassocieerd proteïne kinase) en citron kinase waarschijnlijk ook een bijdrage leveren.
Naast de belangrijkste MLCK-isovormen, waarvan de functies hierboven zijn besproken, codeert het MLCK-gen voor telokine, ook bekend als kinase-gerelateerd eiwit (KRP). Telokin wordt gegenereerd met behulp van een promoter die in een intronic regio nabij het 3′-uiteinde van het MLCK-gen ligt. Hierdoor wordt een afgekapt genproduct gegenereerd dat identiek is aan de C-terminus van MLCK. Telokin, waarvan twee isovormen bekend zijn, komt uitsluitend tot expressie in gladde spieren en stabiliseert ongefosforyleerd myosine.