Calcium-calmodulin-dependent phosphorylations in the control of muscular contraction

• Published in: Biochimie Vol. 63; no. 4; pp. 301 - 306
• Main Authors: Cavadore, Jean-Claude, Le Peuch, Christian J., Walsh, Michael P., Vallet, Bernard, Molla, Annie, Demaille, Jacques G.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: France Elsevier Masson SAS 01.04.1981
• Subjects: calcium - binding proteins; Calcium - metabolism; Calcium-Binding Proteins - metabolism; calmodulin; Calmodulin - metabolism; calmodulines; contraction musculaire; muscular contraction; Myocardial Contraction; myosin phosphorylation; Myosins - metabolism; Phosphorylation; phosphorylation de la myosine; protein kinases; Protein Kinases - metabolism; protéine kinases; protéines fixant le calcium; reticulum sarcoplasmique; sarcoplasmic reticulum; Sarcoplasmic Reticulum - metabolism; protein kinases; protéine kinases; calcium - binding proteins; calmodulines; calmodulin; cAMP; sarcoplasmic reticulum; phosphorylation de la myosine; contraction musculaire; reticulum sarcoplasmique; muscular contraction; myosin phosphorylation; protéines fixant le calcium; SR
• ISSN: 0300-9084; 1638-6183
• DOI: 10.1016/S0300-9084(81)80118-6

La contraction musculaire est déclenchée par l'élévation de la concentration en calcium libre, et modulée par des phosphorylations stimulées par les nucléotides cycliques. En dehors du déclenchement direct de la contraction des muscles sarcomériques par liaison à la troponine C, les ions calcium déclenchent ou modulent la contractilité par les kinases des chaînes légères de myosine stimulées par le couple calcium-calmoduline, et augmentent la vitesse de relâchement grâce à la phosphorylation, stimulée par la calmoduline, du phospholambane, l'activateur de la pompe calcique du reticulum sarcoplasmique myocardique. Dans les deux cas, on observe une régulation concertée par le calcium et les nucléotides cycliques. La phosphorylation du phospholambane à un autre site par la protéine kinase stimulée par cAMP entraîne une hyperactivation de la pompe calcique. De même, la protéine kinase stimulée par cAMP phosphoryle les kinases des chaînes légères de myosine à localisation myofibrillaire. Les protéine-kinases stimulées par la calmoduline sont probablement organisées en complexes régulateurs supramoléculaires. Muscular contraction is triggered by the increase in free calcium concentration and modulated by cyclic nucleotide-dependent phosphorylation. Beside a direct trigger of sarcomeric muscle contraction through binding to troponin C, calcium ions trigger or modulate contractility through calciumcalmodulin-dependent myosin light chain kinases, and increase the rate of relaxation through the calmodulin-dependent phosphorylation of phospholamban, the activator of the cardiac sarcoplasmic reticulum calcium pump. In both cases, a concerted regulation by calcium and cyclic nucleotides is observed. Hyperactivation of the calcium pump is brought about by additional phosphorylation of phospholamban by cAMP-dependent protein kinase. Similarly myofibrillar myosin light chain kinases from smooth and skeletal muscles are substrates of the cAMP-dependent protein kinase. The calmodulin-dependent protein kinases are probably organized into supramolecular regulatory complexes.