Myosin-leichte-Ketten-Kinase

Der Tonus der glatten Muskulatur hängt vom Ausmaß der Phosphorylierung der leichten Ketten des Myosins ab. Überwiegt die Aktivität der MLCK, nehmen Phosphorylierung und der Muskeltonus zu. Umgekehrt kommt es bei Aktivierung der Myosin-leichte-Ketten-Phosphatase (MLCP) zur Dephosphorylierung von Myosin und somit zur Relaxation. Die MCLP fungiert also als Gegenspieler der MLCK.

Bei einer Erregung des glatten Muskels steigt die zytosolische Calciumkonzentration an. Durch Interaktion der Calciumionen mit Calmodulin ändert sich dessen Konformation. Dieser Calcium-Calmodulin-Komplex bindet an die MLCK und überträgt eine Phosphatgruppe von ATP auf die regulatorischen leichten Ketten des Myosins. Dieses phosphorylierte Myosin interagiert anschließend mit Aktin, was eine Muskelkontraktion zur Folge hat.

Die Aktivität der MLCK (und insbesondere der MLCP) wird durch verschiedene Signalkaskaden reguliert, die zur Modulation der Calciumsensitivität der Myofilamente führen. Bisher (2020) konnte in vitro nachgewiesen werden, dass die Proteinkinase A durch Hemmung der MLCK die Calciumsensitivität reduzieren kann. Somit kontrahiert der glatte Muskel erst bei einer viel höheren Calciumkonzentration. Ob der Mechanismus in vivo relevant ist, ist derzeit unklar.