Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экспрессия белка KRP в кардиомиоцитах и его роль в клеточной подвижности

ВАК РФ 03.00.25, Гистология, цитология, клеточная биология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дуднакова, Татьяна Валерьевна

Список сокращений

Введение

Обзор литературы.

Часть I. Молекулярные аспекты мышечного сокращения и клеточной 8 подвижности.

Глава I. Актин и актиновый тип регуляции сокращения. 8 Молекулярные механизмы регуляции процесса сокращения в скелетном 9 и сердечном миоците.

Актиновый тип регуляции сокращения гладкомышечной клетки.

Миозин и миозиновый тип регуляции сокращения

Строение молекулы миозина II типа

Молекулярные механизмы сокращения.

Фосфорилирование миозина КЛЦМ.

Часть II. Продукты генетического локуса КЛЦМ.

Глава I. Строение генетического локуса КЛЦМ и его регуляция.

Строение генетического локуса КЛЦМ

Регуляция транскрипции KRP.

Глава II. Строение и функциональные свойства белков - продуктов 26 генетического локуса КЛЦМ.

КЛЦМ

Внутриклеточная локализация КЛЦМ-108.

Телокин или KRP.

Новый белок - КЛЦМ-210.

Часть III. Строение и развитие сердца.

Глава I. Эмбриональное развитие сердца.

Глава II. Кардиомиоцит.

Строение взрослого кардиомиоцита. 42 Формирование функционально зрелого кардиомиоцита в эмбриогенезе.

Молекулярные аспекты саркомерогенеза.

Глава III. Гипертрофия кардиомиоцитов.

Гипертрофия - адаптивный процесс.

Механическая стимуляция гипертрофии.

Активация гипертрофии кардиомиоцитов катехоламинами.

Эндотелии в развитии гипертрофического ответа кардиомиоцитов.

Прогипертрофические факторы роста. FGF2.

Роль МАРК в гипертрофическом ответе кардиомиоцитов.

Глава IV. Экспрессия продуктов генетического локуса КЛЦМ в 75 миокарде.

Материалы и методы.

Материалы

Методы

Биохимические методы

Иммунохимические методы

Клеточно-биологические методы

Молекулярно-биологические методы.

Результаты и обсуждение

Часть I. Изучение функциональной роли KRP на модели трансгенных 92 клеток.

Изучение внутриклеточной локализации KRP.

Изучение влияния KRP на процессы клеточной подвижности.

Часть II. Изучение функциональной роли KRP в миокарде.

Экспрессия продуктов генетического локуса КЛЦМ в миокарде.

Внутриклеточная локализация КЛЦМ в кардиомиоцитах.

Изучение внутриклеточных мест связывания KRP в кардиомиоцитах.

Влияние остановки синтеза KRP на процесс созревания 112 сократительного аппарата кардиомиоцитов.

Изучение экспрессии белка KRP в культивируемых эмбриональных 118 кардиомиоцитов курицы при воздействии гуморальных гипертрофических стимулов (изопротеренола, эндотелина-1, факторов сыворотки) и механической стимуляции.

Участие МАРК в регуляции экспрессии KRP.

Экспрессия продуктов генетического локуса КЛЦМ при репарации 124 сердца после повреждения адриамицином и изопротеренолом.

Повреждение адриамицином.

Повреждение высокими дозами изопротеренола.

Экспрессия продуктов генетического локуса киназы легких цепей 130 миозина в миокарде больных дилатационной кардиомиопатией.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экспрессия белка KRP в кардиомиоцитах и его роль в клеточной подвижности"

Сердечно-сосудистая система является одной из наиболее важных жизнеобеспечивающих систем организма. Именно сердечно-сосудистые заболевания лидируют в печальном списке причин смертности в экономически развитых странах. В изучении сердечных заболеваний большие усилия в последние годы направлены на детальное рассмотрение молекулярных механизмов гипертрофии миокарда.

Гипертрофия - адаптивный ответ сердечной ткани на гемодинамические перегрузки, однако, в то же время, этот процесс может перейти в патологический, приводящий в наиболее тяжелых случаях к нарушению сократимости миокарда. Возможное разделение адаптивных и патологических процессов является ключевой задачей в борьбе с сердечной недостаточностью.

Изменения параметров развития силы миоцитом связано с непосредственным нарушением строения его сократительного аппарата. Наращивание новых саркомеров в ответ на повышенную нагрузку является важным адаптивным процессом.

Для сохранения правильной последовательности и порядка построения структур саркомера de novo необходима экспрессия многих «эмбриональных» белков.

Нами впервые была показана возможность участия в этих процессах гладкомышечного миозин-связывающего белка - KRP, физиологическая роль, которого в клетке до настоящего времени оставалась неясна. Повышение экспрессии KRP наблюдалось не только в экспериментальных клеточных моделях гипертрофии и репарации кардиомиоцитов, но также была выявлена корреляция между повышением его содержания и гипертрофическими изменениями миокарда у больных с тяжелыми формами кардиомиопатий. Таким образом, белок KRP может служить новым молекулярным маркером гипертрофии кардиомиоцитов, а понимание механизмов его участия в молекулярных перестройках саркомеров, а также механизмов реактивации его экспрессии может пролить свет на новые пути лечения различных форм кардиомиопатий.

В работе были поставлены следующие задачи:

1) Установить внутриклеточную локализацию KRP.

2) Исследовать участие KRP в реализации различных форм клеточной подвижности.

3) Изучить экспрессию KRP при дифференцировке, гипертрофии и репарации кардиомиоцитов животных и человека.

Обзор литературы.

Часть I. Молекулярные аспекты мышечного сокращения и клеточной подвижности.

Энергозависимое продвижение миозиновых филаментов относительно актиновых нитей составляет основу сократительной активности как мышечных, так и немышечных тканей. Основными белками сократительного аппарата клеток являются миозин и актин. Скольжение миозиновых филаментов относительно актиновых нитей составляет основу сократительной активности клеток. Регуляция процесса сокращения в скелетной мускулатуре осуществляется Са2+ - зависимым комплексом, связанным с актиновыми филаментами.

Регуляция сокращения глад ко мышечных и немышечных клеток осуществляется через миозиновую составляющую филаментов.

Заключение Диссертация по теме "Гистология, цитология, клеточная биология", Дуднакова, Татьяна Валерьевна

Выводы:

1. Белок KRP колокализуется с волокнами цитоскелета, содержащими немышечный миозин II типа. Полученные данные позволяют считать миозин II типа вероятной мишенью KRP in vivo.

2. Экспрессия экзогенного KRP усиливает способность клеток к делению, адгезии и миграции.

3. Избирательное ингибирование синтеза KRP в эмбриональных кардиомиоцитах подавляет саркомерогенез.

4. КЛЦМ-108 локализуется в кардиомиоцитах в z-дисках саркомеров.

5. Гипертрофия кардиомиоцитов в культуре и в миокарде животных и человека сопровождается повышением экспрессии KRP.

Заключение.

Итак, участие KRP в процессе саркомерогенеза и его локализация на премиофибриллах, содержащих немышечный миозин, указывают на немышечный миозин II типа как на вероятную мишень KRP в кардиомиоцитах.

В целом, полученные нами данные указывают на существенную роль белка KRP в организации двигательной активности клеток.

В процессе дифференцировки эмбриональных кардиомиоцитов реализуются все универсальные двигательные реакции клеток, такие как адгезия и миграция, пролиферация, кластеризация мембранных рецепторов. На модели трансгенных клеток, экспрессирующих KRP мы продемонстрировали, что многие из этих реакций ускоряются в присутствии KRP. Следует отметить, что KRP влиял в использованных нами моделях на все процессы, требующие участия и стабильности филаментов немышечного миозина II типа.

Главным регулятором моторной активности миозина II в клетках высших позвоночных является КЛЦМ. Именно ее влиянием на миозин определяется активация двигательных реакций. Роль же KRP никак не удавалось точно сформулировать, поскольку in vitro он, с одной стороны, облегчал филаментообразование миозина, а с другой - ингибировал его активацию КЛЦМ. Наши опыты на клетках, трансгенных по KRP, показали, что в живой системе преобладает потенциирующая функция KRP и двигательные реакции ускоряются.

Помимо общих двигательных реакций KRP вовлечен в специфические двигательные процессы кардиомиоцитов, связанные с немышечным миозином, а именно, в формирование сократительного аппарата поперечно-полосатых мышц.

Интригующим является обнаружение КЛЦМ и KRP в Z-дисках саркомеров кардиомиоцитов. В этих же структурах был обнаружен и немышечный миозин (Takeda et al., 2000). По-видимому, Z-диски могут активно участвовать в сократительной деятельности сердца.

Таким образом, хотя наше исследование не позволяет окончательно сформулировать молекулярные механизмы действия KRP, можно с большой вероятностью предполагать, что функция KRP в клетке, в том числе в кардиомиоците, состоит в регуляции миозина II типа и связанных с ним форм клеточной подвижности.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дуднакова, Татьяна Валерьевна, Москва

1. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Роберте К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. Перевод, Москва «Мир» 1987.

2. Л.В. Белоусов. Основы общей эмбриологиию Издательство Московского Университета, 1993

3. Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека. Перевод, Москва «Мир», 1986 Шубникова Е., Юрина Н., Гусев Н., Балезина О., Большакова Г. Мышечные ткани. «Медицина», 2001

4. Румянцев П.П. Кардиомициты. Ленинград, «Наука», 1982

5. A. Хэм, Д. Кормак. Гистология, перевод Москва, «Мир»1983

6. B.М. Carlson. Human Embryology and Developmental Biology, 1999, Mosby

7. R. Bellars, M. Osmond. Chick Development. Academic Press. 1998

8. Sambrook J., Fritsch E., Maniatis T. Molecular Cloning. A Laboratory Manual. Second edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1989.

9. Somlyo A.V.: Ultrastructure of vascular smooth muscle. In: Handbook of Physiology/Ed. Bohr D.E., Somlyo A.P., Sparks H.V., Bethesda, Amer. Physiol. Soc.: 126-143, 1980

10. Adelstein RS, Conti MA, Johnson GS, Pastan I, Pollard TD. 1972. Isolation and characterization of myosin from cloned mouse fibroblasts. Proc Natl Acad Sci USA 69:3693-3697.

11. Adelstein RS, Conti MA. 1975. Phosphorylation of platelet myosin increases actin-activated myosin ATPase activity. Nature 256:597-598.

12. Adelstein RS, Eisenberg E. 1980. Regulation and kinetics of the actin-myosin-ATP interaction. Annu Rev Biochem 49:921-956.

13. Adelstein RS, Klee CB. 1981. Purification and characterization of smooth muscle myosin light chain kinase. J Biol Chem 256:7501-7509.

14. Adelstein RS, Sellers JR. 1996. Myosin structure and function. In: Barany M, Barany K, editors. Biochemistry of smooth muscle contraction. Acad.Press.p 319.

15. Aikawa R, Nagai T, Kudoh S, Zou Y, Tanaka M, Tamura M, Akazawa H, Takano H, Nagai R, Komuro I. 2002. Integrins play a critical role in mechanical stress-induced p38 МАРК activation. Hypertension 39:233-238.

16. Aksoy MO, Mras S, Kamm KE, Murphy RA. 1983. Ca2+, cAMP, and changes in myosin phosphorylation during contraction of smooth muscle. Am J Physiol 245:C255-C270.

17. Andelfinger G, Fouron JC, Sonesson SE, Proulx F. 2001. Reference values for time intervals between atrial and ventricular contractions of the fetal heart measured by two Doppler techniques. Am J Cardiol 88:1433-6, A8.

18. Anderson ТА, Ito M, Hartshorne DJ, Rayment I. 1991. Crystallization and preliminary analysis of telokin, the C-terminal domain of myosin light chain kinase. J Mol Biol 217:621-623.

19. Antin PB, Taylor RG, Yatskievych T. 1994. Precardiac mesoderm is specified during gastrulation in quail. Dev Dyn 200:144-154.

20. Antin PB, Yatskievych T, Dominguez JL, Chieffi P. 1996. Regulation of avian precardiac mesoderm development by insulin and insulin-like growth factors. J Cell Physiol 168:42-50.

21. Aoki H, Sadoshima J, Izumo S. 2000. Myosin light chain kinase mediates sarcomere organization during cardiac hypertrophy in vitro. Nat Med 6:183-188.

22. Applegate D, Pardee JD. 1992. Actin-facilitated assembly of smooth muscle myosin induces formation of actomyosin fibrils. J Cell Biol 117:1223-1230.

23. Arefieva TL, Krasnikova TL. 2001. Monocytic cell adhesion to intact and plasmin-modified fibrinogen: possible involvement of Mac-1 (CD11b/CD18) and136

24. AM-1 (CD54). J Cell Physiol.; 188(3):403-9.

25. Balogh J, Merisckay M, Li Z, Paulin D, Arner A. 2002. Hearts from mice lacking desmin have a myopathy with impaired active force generation and unaltered wall compliance. Cardiovasc Res 53:439-450.

26. Bogoyevitch MA, Sugden PH. 1996. The role of protein kinases in adaptational growth of the heart. Int J Biochem Cell Biol 28:1-12.

27. Bogoyevitch MA, Andersson MB, Gillespie-Brown J, Clerk A, Glennon PE, Fuller SJ, Sugden PH. 1996. Adrenergic receptor stimulation of the mitogen-activated protein kinase cascade and cardiac hypertrophy. Biochem J 314 ( Pt 1):115-121.

28. Bohm M, Gierschik P, Erdmann E. 1992. Quantification of Gi alpha-proteins in the failing and nonfailing human myocardium. Basic Res Cardiol 87 Suppl 1:3750.

29. Braz JC, Bueno OF, De Windt LJ, Molkentin JD. 2002. PKC alpha regulates the hypertrophic growth of cardiomyocytes through extracellular signal-regulated kinase1/2 (ERK1/2). J Cell Biol 156:905-919.

30. Calderone A, Abdelaziz N, Colombo F, Schreiber KL, Rindt H. 2000. A farnesyltransferase inhibitor attenuates cardiac myocyte hypertrophy and gene expression. J Mol Cell Cardiol 32:1127-1140.

31. Campbell GR, Chamley JH, Burnstock G. 1974. Development of smooth muscle cells in tissue culture. J Anat 117:295-312.

32. Cavadore JC, Molla A, Harricane MC, Gabrion J, Benyamin Y, Demaille JG. 1982. Subcellular localization of myosin light chain kinase in skeletal, cardiac, and smooth muscles. Proc Natl Acad Sci U S A 79:3475-3479.

33. Chibalina MV, Kudriashov DS, Shekhonin BV, Shirinskii VP. 2000. Functional properties and intracellular localization of high molecular weight isoforms of ligh chain myosin kinase., Tsitologiia 42:248-255.

34. Choukroun G, Hajjar R, Kyriakis JM, Bonventre JV, Rosenzweig A, Force T. 1998. Role of the stress-activated protein kinases in endothelin-induced cardiomyocyte hypertrophy. J Clin Invest 102:1311-1320.

35. Cicogna AC, Robinson KG, Conrad CH, Singh K, Squire R, Okoshi MP, Bing OH. 1999. Direct effects of colchicine on myocardial function: studies inhypertrophied and failing spontaneously hypertensive rats. Hypertension 33:6065.

36. Clerk A, Sugden PH. 1999. Activation of protein kinase cascades in the heart by hypertrophic G protein-coupled receptor agonists. Am J Cardiol 83:64H-69H.

37. Clerk A, Pham FH, Fuller SJ, Sahai E, Aktories K, Marais R, Marshall C, Sugden PH. 2001. Regulation of mitogen-activated protein kinases in cardiac myocytes through the small G protein Rac1. Mol Cell Biol 21:1173-1184.

38. Clow PA, McNally JG. 1999. In vivo observations of myosin II dynamics support a role in rear retraction. Mol Biol Cell 10:1309-1323.

39. Collinge M, Matrisian PE, Zimmer WE, Shattuck RL, Lukas TJ, Van Eldik LJ, Watterson DM. 1992. Structure and expression of a calcium-binding protein gene contained within a calmodulin-regulated protein kinase gene. Mol Cell Biol 12:2359-2371.

40. Collins JF, Pawloski-Dahm C, Davis MG, Ball N, Dorn GW, Walsh RA. 1996. The role of the cytoskeleton in left ventricular pressure overload hypertrophy and failure. J Mol Cell Cardiol 28:1435-1443.

41. Cross RA, Hodge TP, Kendrick-Jones J. 1991. Self-assembly pathway of nonsarcomeric myosin II. J Cell Sci 14:17-21.

42. Dabrowska R, Hinkins S, Walsh MP, Hartshorne DJ. 1982. The binding of smooth muscle myosin light chain kinase to actin. Biochem Biophys Res Commun 107:1524-1531.

43. Dabrowska R, Galazkiewicz B. 1986. Possible role of caldesmon in the regulation of smooth muscle and nonmuscle motile systems. Biomed Biochim Acta 45.S153-S158.

44. Dingus J, Hwo S, Bryan J. 1986. Identification of monoclonal antibodies and characterization of human platelet caldesmon. J Cell Biol 102:1748-1757.

45. Dlugosz AA, Antin PB, Nachmias VT, Holtzer H. 1984. The relationship between stress fiber-like structures and nascent myofibrils in cultured cardiac myocytes. J Cell Biol 99:2268-2278.

46. Eddy RJ, Pierini LM, Matsumura F, Maxfield FR. 2000. Ca2+-dependent myosin II activation is required for uropod retraction during neutrophil migration. J Cell Sci 113 ( Pt 7): 1287-1298.

47. Egelman EH. 1985. The structure of F-actin. J Muscle Res Cell Motil 6:129-151.

48. Ehler E, Rothen BM, Hammerle SP, Komiyama M, Perriard JC. 1999. Myofibrillogenesis in the developing chicken heart: assembly of Z-disk, M-line and the thick filaments. J Cell Sci 112 ( Pt 10): 1529-1539.

49. Eschenhagen T, Mende U, Nose M, Schmitz W, Scholz H, Haverich A, Hirt S, Doring V, Kalmar P, Hoppner W, . 1992. Increased messenger RNA level of the inhibitory G protein alpha subunit Gi alpha-2 in human end-stage heart failure. Circ Res 70:688-696.

50. Farrell MJ, Kirby ML. 2001. Cell biology of cardiac development. Int Rev Cytol 202:99-158.

51. Ferrari MB, Ribbeck K, Hagler DJ, Spitzer NC. 1998. A calcium signaling cascade essential for myosin thick filament assembly in Xenopus myocytes. J Cell Biol 141:1349-1356.

52. Fliegel L. 2001. Regulation of myocardial Na+/H+ exchanger activity. Basic Res Cardiol 96:301-305.

53. Funatsu T, Higuchi H, Ishiwata S. 1990. Elastic filaments in skeletal muscle revealed by selective removal of thin filaments with plasma gelsolin. J Cell Biol 110:53-62.

54. Gallagher PJ, Herring BP. 1991. The carboxyl terminus of the smooth muscle myosin light chain kinase is expressed as an independent protein, telokin. J Biol Chem 266:23945-23952.

55. Gallagher PJ, Herring BP, Griffin SA, Stull JT. 1991. Molecular characterization of a mammalian smooth muscle myosin light chain kinase published erratum appears in J Biol Chem 1992 May 5;267(13):9450., J Biol Chem 266:2393623944.

56. Gallagher PJ, Garcia JG, Herring BP. 1995. Expression of a novel myosin light chain kinase in embryonic tissues and cultured cells. J Biol Chem 270:2909029095.

57. Gallagher PJ, Stull JT. 1997. Localization of an actin binding domain in smooth muscle myosin light chain kinase. Mol Cell Biochem 173:51-57.

58. Gannon M, Bader D. 1995. Initiation of cardiac differentiation occurs in the absence of anterior endoderm. Development 121:2439-2450.

59. Garcia JGN, Lazar V, Gilbert-McClain LI, Gallagher PJ, Verin AD. 1997. Myosin light chain kinase in endothelium: molecular cloning and regulation. Am J Respir Cell Mol Biol 16:489-494.

60. Gerthoffer WT, Murphy RA. 1983. Ca2+, myosin phosphorylation, and relaxation of arterial smooth muscle. Am J Physiol 245:C271-C277.

61. Gillespie GY, Soroceanu L, Manning TJ, Jr., Gladson CL, Rosenfeld SS. 1999. Glioma migration can be blocked by nontoxic inhibitors of myosin II. Cancer Res 59:2076-2082.

62. Goto K, Hama H, Kasuya Y. 1996. Molecular pharmacology and pathophysiological significance of endothelin. Jpn J Pharmacol 72:261-290.

63. Guerriero V, Jr., Rowley DR, Means AR. 1981. Production and characterization of an antibody to myosin light chain kinase and intracellular localization of the enzyme. Cell 27:449-458.

64. Hanson J, O'Brien EJ, Bennett PM. 1971. Structure of the myosin-containing filament assembly (A-segment) separated from frog skeletal muscle. J Mol Biol 58:865-871.

65. Hartshorne DJ, Mrwa U. 1982. Regulation of smooth muscle actomyosin. Blood Vessels 19:1-18.

66. Hashimoto Y, Soderling TR. 1990. Phosphorylation of smooth muscle myosin light chain kinase by Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II: comparative study of the phosphorylation sites. Arch Biochem Biophys 278:41-45.

67. Hatada Y, Stern CD. 1994. A fate map of the epiblast of the early chick embryo. Development 120:2879-2889.

68. Hayakawa К, Okagaki T, Higashi-Fujime S, Kohama K. 1994. Bundling of actin filaments by myosin light chain kinase from smooth muscle. Biochem Biophys Res Commun 199:786-791.

69. Hayashi K, Kanda K, Kimizuka F, Kato I, Sobue K. 1989. Primary structure and functional expression of h-caldesmon complementary DNA. Biochem Biophys Res Commun 164:503-511.

70. Hein S, Kostin S, Heling A, Maeno Y, Schaper J. 2000. The role of the cytoskeleton in heart failure. Cardiovasc Res 45:273-278.

71. Heidkamp MC, Bayer AL, Kalina JA, Eble DM, Samarel AM. GFP-FRNK disrupts focal adhesions and induces anoikis in neonatal rat ventricular myocytes. Circ Res 2002 Jun 28;90(12): 1282-9

72. Heling A, Zimmermann R, Kostin S, Maeno Y, Hein S, Devaux B, Bauer E, Klovekorn WP, Schlepper M, Schaper W, Schaper J. 2000. Increased expression of cytoskeletal, linkage, and extracellular proteins in failing human myocardium. Circ Res 86:846-853.

73. Hemric ME, Chalovich JM. 1990. Characterization of caldesmon binding to myosin. J Biol Chem 265:19672-19678.

74. Herring BP, Stull JT, Gallagher PJ. 1990. Domain characterization of rabbit skeletal muscle myosin light chain kinase. J Biol Chem 265:1724-1730.

75. Herring BP, Gallagher PJ, Stull JT. 1992. Substrate specificity of myosin light chain kinases. J Biol Chem 267:25945-25950.

76. Herring BP, Smith AF. 1996. Telokin expression is mediated by a smooth muscle cell-specific promoter. Am J Physiol 270:C1656-C1665.

77. Herring BP, Smith AF. 1997. Telokin expression in A10 smooth muscle cells requires serum response factor. Am J Physiol 272:C1394-C1404.

78. Herring BP, Hoggatt AM, Smith AF, Gallagher PJ. 1999. Targeted expression of SV40 large T-antigen to visceral smooth muscle induces proliferation of contractile smooth muscle cells and results in megacolon. J Biol Chem 274:17725-17732.

79. Herring BP, Dixon S, Gallagher PJ. 2000. Smooth muscle myosin light chain kinase expression in cardiac and skeletal muscle. Am J Physiol Cell Physiol 279:C1656-C1664.

80. Herring BP, Lyons GE, Hoggatt AM, Gallagher PJ. 2001. Telokin expression is restricted to smooth muscle tissues during mouse development. Am J Physiol Cell Physiol 280:C12-C21.

81. Hoggatt AM, Kriegel AM, Smith AF, Herring BP. 2000. Hepatocyte nuclear factor-3 homologue 1 (HFH-1) represses transcription of smooth muscle-specific genes. J Biol Chem 275:31162-31170.

82. Kamino K. 1991. Optical approaches to ontogeny of electrical activity and related functional organization during early heart development. Physiol Rev 71:53-91.

83. Kamm KE, Stull JT. 2001. Dedicated myosin light chain kinases with diverse cellular functions. J Biol Chem 276:4527-4530.

84. Kanoh S, Ito M, Niwa E, Kawano Y, Hartshorne DJ. 1993. Actin-binding peptide from smooth muscle myosin light chain kinase. Biochem 32:8902-8907.

85. Kataoka Y, Koizumi S, Kumakura K, Kurihara M, Niwa M, Ueki S.Endothelin: a potent vasoconstrictor associated with coronary vasospasm. Life Sci. 1989;44(25): 1937-43.

86. Kelley CA, Sellers JR, Goldsmith PK, Adelstein RS. 1992. Smooth muscle myosin is composed of homodimeric heavy chains. J Biol Chem 267:21272130.

87. Klemke RL, Cai S, Giannini AL, Gallagher PJ, de Lanerolle P, Cheresh DA, de-Lanerolle P. 1997. Regulation of cell motility by mitogen-activated protein kinase. J Cell Biol 137:481-492.

88. Knaapen MW, Vrolijk ВС, Wenink AC. 1995. The growth of the individual segments of the embryonic rat heart. Ann N Y Acad Sci 752:105-107.

89. Knaapen MW, Vrolijk ВС, Wenink AC. 1996. Nuclear and cellular size of myocytes in different segments of the developing rat heart. Anat Rec 244:118125.

90. Knaapen MW, Vrolijk ВС, Wenink AC. 1997. Ultrastructural changes of the myocardium in the embryonic rat heart. Anat Rec 248:233-241.

91. Komiyama M, Maruyama K, Shimada Y. 1990. Assembly of connectin (titin) in relation to myosin and alpha-actinin in cultured cardiac myocytes. J Muscle Res Cell Motil 11:419-428.

92. Kramer BK, Ittner KP, Beyer ME, Hoffmeister HM, Riegger GA. 1997. Circulatory and myocardial effects of endothelin. J Mol Med 75:886-890.

93. Krymsky MA, Kudryashov DS, Shirinsky VP, Lukas TJ, Watterson DM, Vorotnikov AV. 2001. Phosphorylation of kinase-related protein (telokin) in tonic and phasic smooth muscles. J Muscle Res Cell Motil 22:425-437.

94. Kudryashov DS, Vorotnikov AV, Flicker P, Silver DL, Sellers JR, Watterson DM, Shirinsky VP. 1998. Smooth muscle myosin polymerization supervised by a kinase-related protein (telokin) and caldesmon. J Mol Cell Cardiol 30:A38.143

95. Russo SM, Rhee D, Sanger JM, Sanger JW. 1997. Premyofibrils in spreading adult cardiomyocytes in tissue culture: evidence for reexpression of the embryonic program for myofibrillogenesis in adult cells. Cell Motil Cytoskeleton 37:183-198.

96. C, Schwartzbauer G, Sperling MA, Devaskar SU, Thamotharan S, Robbins PD, McTiernan CF, Liu JL, Jiang J, Frank SJ, Menon RK. 2001. Demonstration of direct effects of growth hormone on neonatal cardiomyocytes. J Biol Chem 276:22892-22900.

97. Maemura K, Kurihara H, Morita T, Oh-hashi Y, Yazaki Y.Production of endothelin-1 in vascular endothelial cells is regulated by factors associated with vascular injury. Gerontology. 1992;38 Suppl 1:29-35.

98. Marsden PA, Brenner BM. Transcriptional regulation of the endothelin-1 gene by TNF-alpha. Am J Physiol. 1992 Apr;262(4 Pt 1):C854-61.

99. Marston SB, Fraser IDC, Huber PA. 1994. Smooth muscle caldesmon controls the strong binding interaction between actin-tropomyosin and myosin. J Biol Chem 269:32104-32109.

100. Marston SB, Fraser IDC, Huber PAJ, Pritchard K, Gusev NB, Torok K. 1994. Location of two contact sites between human smooth muscle caldesmon and Ca2+-calmodulin. J Biol Chem 269:8134-8139.

101. Matsumura F, Totsukawa G, Yamakita Y, Yamashiro S. 2001. Role of myosin light chain phosphorylation in the regulation of cytokinesis. Cell Struct Funct 26:639-644.

102. Minamino T, Yujiri T, Terada N, Taffet GE, Michael LH, Johnson GL, Schneider MD. 2002. MEKK1 is essential for cardiac hypertrophy and dysfunction induced by Gq. Proc Natl Acad Sci U S A 99:3866-3871.

103. Miyauchi T, Masaki Т. Pathophysiology of endothelin in the cardiovascular system. Annu Rev Physiol. 1999;61:391-415. Review.

104. Molkentin JD, Dorn II GW. 2001. Cytoplasmic signaling pathways that regulate cardiac hypertrophy. Annu Rev Physiol 63:391-426.

105. Montessuit C, Thorburn A. 1999. Activation of Ras by phorbol esters in cardiac myocytes. Role of guanine nucleotide exchange factors. FEBS Lett 460:57-60.

106. Moore RL, Musch Tl, Cheung JY. 1991. Modulation of cardiac contractility by myosin light chain phosphorylation. Med Sci Sports Exerc 23:1163-1169.

107. Morano I, Arndt H, Bachle-Stolz C, Ruegg JC. 1986. Further studies on the effects of myosin P-light chain phosphorylation on contractile properties of skinned cardiac fibres. Basic Res Cardiol 81:611-619.

108. Morano I, Ruegg JC. 1986. Calcium sensitivity of myofilaments in cardiac muscle-effect of myosin phosphorylation. Basic Res Cardiol 81 Suppl 1:17-23.

109. Morano I, Bachle-Stolz C, Katus A, Ruegg JC. 1988. Increased calcium sensitivity of chemically skinned human atria by myosin light chain kinase. Basic Res Cardiol 83:350-359.

110. Morrison DL, Sanghera JS, Stewart J, Sutherland C, Walsh MP, Pelech SL. 1996. Phosphorylation and activation of smooth muscle myosin light chain kinase by MAP kinase and cyclin-dependent kinase-1. Biochem Cell Biol 74:549-557.

111. Nakagawa M, Price RL, Chintanawonges C, Simpson DG, Horacek MJ, Borg TK, Terracio L. 1997. Analysis of heart development in cultured rat embryos. J Mol Cell Cardiol 29:369-379.

112. Nishikawa M, de Lanerolle P, Lincoln TM, Adelstein RS. 1984. Phosphorylation of mammalian myosin light chain kinases by the catalytic subunit of cyclic AMP-dependent protein kinase and by cyclic GMP-dependent protein kinase. J Biol Chem 259:8429-8436.

113. Nishikawa M, Shirakawa S, Adelstein RS. 1985. Phosphorylation of smooth muscle myosin light chain kinase by protein kinase C. Comparative study of the phosphorylated sites. J Biol Chem 260:8978-8983.

114. Nolan K, Lacoste J, Parsons JT. Regulated expression of focal adhesion kinase-related nonkinase, the autonomously expressed C-terminal domain of focal adhesion kinase. Mol Cell Biol. 1999 Sep; 19(9):6120-9.

115. Olson NJ, Pearson RB, Needleman DS, Hurwitz MY, Kemp BE, Means AR. 1990. Regulatory and structural motifs of chicken gizzard myosin light chain kinase. Proc Natl Acad Sci USA 87:2284-2288.

116. Pato MD, Adelstein RS. 1980. Dephosphorylation of the 20,000-dalton light chain of myosin by two different phosphatases from smooth muscle. J Biol Chem 255:6535-6538.

117. Parker TG, Packer SE, Schneider MD. Peptide growth factors can provoke "fetal" contractile protein gene expression in rat cardiac myocytes. J Clin Invest. 1990 Feb;85(2):507-14.

118. Pellieux C, Foletti A, Peduto G, Aubert JF, Nussberger J, Beermann F, Brunner HR, Pedrazzini T. 2001. Dilated cardiomyopathy and impaired cardiac hypertrophic response to angiotensin II in mice lacking FGF-2. J Clin Invest 108:1843-1851.

119. Person V, Kostin S, Suzuki K, Labeit S, Schaper J. 2000. Antisense oligonucleotide experiments elucidate the essential role of titin in sarcomerogenesis in adult rat cardiomyocytes in long-term culture. J Cell Sci 113 Pt 21:3851-3859.

120. Potier MC, Chelot E, Pekarsky Y, Gardiner K, Rossier J, Turnell WG. 1995. The human myosin light chain kinase (MLCK) from hippocampus: cloning, sequencing, expression, and localization to 3qcen-q21. Genomics 29:562-570.

121. Qin W, Woods CG, Schneider JA, Woods WT, Jr. 1995. Organization and fine structure of a pacemaker derived from fetal rat myocardium. Pediatr Res 37:283-288.

122. Rappaport L, Samuel JL, Bertier B, Bugaisky L, Marotte F, Mercadier A, Schwartz K. 1984. Isomyosins, microtubules and desmin during the onset of cardiac hypertrophy in the rat. Eur Heart J 5 Suppl F:243-250.

123. Redwood CS, Marston SB. 1993. Binding and regulatory properties of expressed functional domains of chicken gizzard smooth muscle caldesmon. J Biol Chem 268:10969-10976.

124. Rhee D, Sanger JM, Sanger JW. 1994. The premyofibril: evidence for its role in myofibrillogenesis. Cell Motil Cytoskeleton 28:1-24.

125. Rothen-Rutishauser BM, Ehler E, Perriard E, Messerli JM, Perriard JC. 1998. Different behaviour of the non-sarcomeric cytoskeleton in neonatal and adult rat cardiomyocytes. J Mol Cell Cardiol 30:19-31.

126. Robbins J. Remodeling the cardiac sarcomere using transgenesis. Annu Rev Physiol. 2000;62:261-87. Review.

127. Rudy DE, Yatskievych ТА, Antin PB, Gregorio CC. 2001. Assembly of thick, thin, and titin filaments in chick precardiac explants. Dev Dyn 221:61-71.

128. Rusconi F, Potier MC, Le Caer JP, Schmitter JM, Rossier J. 1997. Characterization of the chicken telokin heterogeneity by time-of- flight mass spectrometry. Biochem 36:11021-11026.

129. Russo MA, Guerriero VJ, Means AR. 1987. Hormonal regulation of a chicken oviduct messenger ribonucleic acid that shares a common domain with gizzard myosin light chain kinase. Mol Endocrinol 1:60-67.

130. Ruwhof C, van der LA. 2000. Mechanical stress-induced cardiac hypertrophy: mechanisms and signal transduction pathways. Cardiovasc Res 47:23-37.

131. Ruwhof С, van Wamel AE, Egas JM, van der LA. 2000. Cyclic stretch induces the release of growth promoting factors from cultured neonatal cardiomyocytes and cardiac fibroblasts. Mol Cell Biochem 208:89-98.

132. Sadoshima J, Takahashi T, Jahn L, Izumo S. 1992. Roles of mechano-sensitive ion channels, cytoskeleton, and contractile activity in stretch-induced immediate-early gene expression and hypertrophy of cardiac myocytes. Proc Natl Acad Sci USA 89:9905-9909.

133. Sadoshima J, Izumo S. 1993. Mechanical stretch rapidly activates multiple signal transduction pathways in cardiac myocytes: potential involvement of an autocrine/paracrine mechanism. EMBO J 12:1681-1692.

134. Sajid M, Hu Z, Lele M, Stouffer GA. 2000. Protein complexes involving alpha v beta 3 integrins, nonmuscle myosin heavy chain-A, and focal adhesion kinase from in thrombospondin-treated smooth muscle cells. J Investig Med 48:190197.

135. Sanders LC, Matsumura F, Bokoch GM, de Lanerolle P. 1999. Inhibition of myosin light chain kinase by p21-activated kinase. Science 283:2083-2085.

136. Sato M, Ye LH, Kohama K. 1995. Myosin light chain kinase from vascular smooth muscle inhibits the ATP-dependent interaction between actin and myosin by binding to actin. J Biochem 118:1-3.

137. Schaub MC, Kunz B. 1986. Regulation of contraction in cardiac and smooth muscles. J Cardiovasc Pharmacol 8 Suppl 8:S117-S123.

138. Schaller MD, Borgman CA, Parsons JT. Autonomous expression of a noncatalytic domain of the focal adhesion-associated protein tyrosine kinase pp125FAK. Mol Cell Biol. 1993 Feb;13(2):785-91.

139. Schluter KD, Simm A, Schafer M, Taimor G, Piper HM. 1999. Early response kinase and PI 3-kinase activation in adult cardiomyocytes and their role in hypertrophy. Am J Physiol 276:H1655-H1663.

140. Schultheiss TM, Xydas S, Lassar AB. 1995. Induction of avian cardiac myogenesis by anterior endoderm. Development 121:4203-4214.

141. Sellers JR, Pato MD. 1984. The binding of smooth muscle myosin light chain kinase and phosphatases to actin and myosin. J Biol Chem 259:7740-7746.

142. Shirinsky VP, Vorotnikov AV, Birukov KG, Nanaev AK, Collinge M, Lukas TJ, Sellers JR, Watterson DM. 1993. A kinase-related protein stabilizes unphosphorylated smooth muscle myosin minifilaments in the presence of ATP. J Biol Chem 268:16578-16583.

143. Silver DL, Vorotnikov AV, Watterson DM, Shirinsky VP, Sellers JR. 1997. Sites of interaction between kinase-related protein and smooth muscle myosin. J Biol Chem 272:25353-25359.

144. Smith AF, Bigsby RM, Word RA, Herring BP. 1998. A 310-bp minimal promoter mediates smooth muscle cell-specific expression of telokin. Am J Physiol 274:C1188-C1195.

145. Smith L, Stull JT. 2000. Myosin light chain kinase binding to actin filaments. FEBS Lett 480:298-300.

146. Sobieszek A. 1972. Cross-bridges on self-assembled smooth muscle myosin filaments. J Mol Biol 70:741-744.

147. Somlyo AP. 1999. Kinases, myosin phosphatase and Rho proteins: curiouser and curiouser. J Physiol 516 ( Pt 3):630.

148. Somlyo AV, Butler TM, Bond M, Somlyo AP. 1981. Myosin filaments have non-phosphorylated light chains in relaxed smooth muscle. Nature 294:567-569.

149. Stull JT, Bowman BF, Gallagher PJ, Herring BP, Hsu L, Kamm KE, Kubota Y, Leachman SA, Sweeney HL, Tansey MG. 1990. Myosin phosphorylation in smooth and skeletal muscles: regulation and function. Prog Clin Biol Res 327:107-126.

150. Stull JT, Lin PJ, Krueger JK, Trewhella J, Zhi G. 1998. Myosin light chain kinase: functional domains and structural motifs. Acta Physiol Scand 164:471482.

151. Sugden PH, Clerk A. 2000. Activation of the small GTP-binding protein Ras in the heart by hypertrophic agonists. Trends Cardiovasc Med 10:1-8.

152. Suzuki H, Onishi H, Takahashi K, Watanabe S. 1978. Structure and function of chicken gizzard myosin. J Biochem 84:1529-1542.

153. Suzuki T, Hoshi H, Mitsui Y. 1990. Endothelin stimulates hypertrophy and contractility of neonatal rat cardiac myocytes in a serum-free medium. FEBS Lett 268:149-151.

154. Takahashi K, Hiwada K, Kokubu T. 1988. Vascular smooth muscle calponin. A novel troponin T-like protein. Hypertension 11:620-626.

155. Takahashi M, Tsutsui H, Tagawa H, Igarashi-Saito K, Imanaka-Yoshida K, Takeshita A. 1998. Microtubules are involved in early hypertrophic responses of myocardium during pressure overload. Am J Physiol 275:H341-H348.

156. Takahashi M, Tsutsui H, Kinugawa S, Igarashi-Saito K, Yamamoto S, Yamamoto M, Tagawa H, Imanaka-Yoshida K, Egashira K, Takeshita A. 1998.

157. Role of microtubules in the contractile dysfunction of myocytes from tachycardia-induced dilated cardiomyopathy. J Mol Cell Cardiol 30:1047-1057.

158. Takeda K, Yu ZX, Qian S, Chin TK, Adelstein RS, Ferrans VJ. 2000. Nonmuscle myosin II localizes to the Z-lines and intercalated discs of cardiac muscle and to the Z-lines of skeletal muscle. Cell Motil Cytoskeleton 46:59-68.

159. Tanaka K, Honda M, Takabatake T. 2001. Redox regulation of МАРК pathways and cardiac hypertrophy in adult rat cardiac myocyte. J Am Coll Cardiol 37:676685.

160. Taylor JM, Mack CP, Nolan K, Regan CP, Owens GK, Parsons JT. Selective expression of an endogenous inhibitor of FAK regulates proliferation and migration of vascular smooth muscle cells. Mol Cell Biol. 2001 Mar;21(5):1565-72.

161. Terai M, Komiyama M, Shimada Y. 1989. Myofibril assembly is linked with vinculin, alpha-actinin, and cell- substrate contacts in embryonic cardiac myocytes in vitro. Cell Motil Cytoskeleton 12:185-194.

162. Thorburn A. 1994. Ras activity is required for phenylephrine-induced activation of mitogen-activated protein kinase in cardiac muscle cells. Biochem Biophys Res Commun 205:1417-1422.

163. Tokuyasu KT. 1989. Immunocytochemical studies of cardiac myofibrillogenesis in early chick embryos. III. Generation of fasciae adherentes and costameres. J Cell Biol 108:43-53.

164. Towbin, H., Staehelin, Т., and Gordon, J., Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. PNAS 76, 4350-4354, 1979.

165. Ueyama T, Kawashima S, Sakoda T, Rikitake Y, Ishida T, Kawai M, Namiki M, Yokoyama M. 1999. Endothelin-1 activates p38 mitogen-activated protein kinase via endothelin-A receptor in rat myocardial cells. Mol Cell Biochem 199:119-124.

166. Van der Ven PF, Ehler E, Perriard JC, Furst DO. 1999. Thick filament assembly occurs after the formation of a cytoskeletal scaffold. J Muscle Res Cell Motil 20:569-579.

167. Verin AD, Lazar V, Torry RJ, Labarrere CA, Patterson CE, Garcia JG. 1998. Expression of a novel high molecular-weight myosin light chain kinase in endothelium. Am J RespirCell Mol Biol 19:758-766.

168. Vogel V, Bokemeyer D, Heller J, Kramer HJ. 2001. Cardiac hypertrophy in the Prague-hypertensive rat is associated with enhanced JNK2 but not ERK tissue activity. Kidney Blood Press Res 24:52-56.

169. Vorotnikov AV, Krymskii MA, Chibalina MV, Kudriashov DS, Shirinskii VP. 2000. Differences in phorbol-dependent phosphorylation of regulatory proteins and contraction of phasic and tonic smooth muscle. Tsitologiia 42:378-391.

170. Walsh MP, Hinkins S, Dabrowska R, Hartshorne DJ. 1983. Smooth muscle myosin light chain kinase. Methods Enzymol 99:279-288.

171. Wang L, Gout I, Proud CG. 2001. Cross-talk between the ERK and p70 S6 kinase (S6K) signaling pathways. MEK-dependent activation of S6K2 in cardiomyocytes. J Biol Chem 276:32670-32677.

172. Wang X, Li F, Campbell SE, Gerdes AM. 1999. Chronic pressure overload cardiac hypertrophy and failure in guinea pigs: II. Cytoskeletal remodeling. J Mol Cell Cardiol 31:319-331.

173. Watterson DM, Collinge M, Lukas TJ, Van Eldik LJ, Birukov KG, Stepanova OV, Shirinsky VP. 1995. Multiple gene products are produced from a novel protein kinase transcription region. FEBS Lett 373:217-220.

174. Winder SJ, Sutherland C, Walsh MP. 1991. Biochemical and functional characterization of smooth muscle calponin. Adv Exp Med Biol 304:37-51.

175. Wu X, Haystead ТА, Nakamoto RK, Somlyo AV, Somlyo AP. 1998. Acceleration of myosin light chain dephosphorylation and relaxation of smooth muscle by telokin. Synergism with cyclic nucleotide-activated kinase. J Biol Chem 273:11362-11369.

176. Xiao L, Pimental DR, Amin JK, Singh K, Sawyer DB, Colucci WS. 2001. MEK1/2-ERK1/2 mediates alphal-adrenergic receptor-stimulated hypertrophy in adult rat ventricular myocytes. J Mol Cell Cardiol 33:779-787.

177. Yamamoto S, Tsutsui H, Takahashi M, Ishibashi Y, Tagawa H, Imanaka-Yoshida K, Saeki Y, Takeshita A. 1998. Role of microtubules in the viscoelastic properties of isolated cardiac muscle. J Mol Cell Cardiol 30:1841-1853.

178. Yamazaki T, Komuro I, Shiojima I, Yazaki Y. 1996. Angiotensin II mediates mechanical stress-induced cardiac hypertrophy. Diabetes Res Clin Pract 30 Suppl:107-111.

179. Yamazaki T, Yazaki Y. 1997. Molecular mechanism of cardiac hypertrophy and dysfunction., Nippon Rinsho 55:1988-1993.

180. Yamazaki T, Komuro I, Yazaki Y. 1998. Signalling pathways for cardiac hypertrophy. Cell Signal 10:693-698.

181. Yamazaki T, Yazaki Y. 2000. Molecular basis of cardiac hypertrophy. Z Kardiol 89:1-6.

182. Yatskievych ТА, Ladd AN, Antin PB. 1997. Induction of cardiac myogenesis in avian pregastrula epiblast: the role of the hypoblast and activin. Development 124:2561-2570.

183. Ye LH, Hayakawa K, Lin Y, Okagaki T, Fujita K, Kohama K. 1994. The regulatory role of myosin light chain kinase as an actin- binding protein. J Biochem 116:1377-1382.

184. Ye LH, Hayakawa K, Kishi H, Imamura M, Nakamura A, Okagaki T, Takagi T, Iwata A, Tanaka T, Kohama K. 1997. The structure and function of the actin-binding domain of myosin light chain kinase of smooth muscle. J Biol Chem 272:32182-32189.

185. Yutzey KE, Rhee JT, Bader D. 1994. Expression of the atrial-specific myosin heavy chain AMHC1 and the establishment of anteroposterior polarity in the developing chicken heart. Development 120:871-883.

186. Zang JH, Cavet G, Sabry JH, Wagner P, Moores SL, Spudich JA. 1997. On the role of myosin-ll in cytokinesis: division of Dictyostelium cells under adhesive and nonadhesive conditions. Mol Biol Cell 8:2617-2629.

187. Zechner D, Thuerauf DJ, Hanford DS, McDonough PM, Glembotski CC. 1997. A role for the p38 mitogen-activated protein kinase pathway in myocardial cell growth, sarcomeric organization, and cardiac-specific gene expression. J Cell Biol 139:115-127.

188. Zhu X, Sasse J, McAllister D, Lough J. 1996. Evidence that fibroblast growth factors 1 and 4 participate in regulation of cardiogenesis. Dev Dyn 207:429-438.

189. Я хочу выразить глубокую искреннюю благодарность моему руководителю Владимиру Павловичу Ширинскому за поддержку, разностороннюю помощь и участие в выполнении этой работы, а также за проявленное им терпение и понимание в процессе моего обучения.

190. Я глубоко благодарна профессору Всеволоду Арсеньевичу Ткачуку, в лаборатории которого я начинала студенткой свою работу в Кардиологическом Центре, за оказанное доверие и помощь в выборе моей специальности, определившей мою дальнейшую судьбу.

191. Я хочу выразить глубокую благодарность профессору Владимиру Геннадиевичу Наумову и доктору Федору Андреевичу Браниигге, благодаря которым стало возможным изучение экспрессии KRP при гипертрофическом ответе кардиомиоциотов человека при ДКМП.

192. Я хочу выразить искреннюю глубокую благодарность Ольге Владиславовне Степановой, ставшей моим первым учителем в практической лабораторной работе и близким другом, за полученные мной навыки, важные практические советы и моральную поддержку.

193. Я хочу поблагодарить всех сотрудников лабораторий клеточной подвижности и молекулярной эндокринологии за поддержку и помощь в выполнении этой работы.

194. Я глубоко благодарна преподавателям Биофака Московского Государственного Университета за полученное мной образование.

195. Я искренне признательна моему мужу Рузову Алексею, согласившемуся на двухлетнюю разлуку ради завершения мной этой работы, и всем моим родным, поддерживавшим меня в это время.