journal article·2025-09Open access

Mixed Lineage Kinase Domain‐Like Protein (MLKL): From Mechanisms to Therapeutic Opportunities

Lijuan Xu, Chunlin Zhuang

Advanced Science· Volume 12· Issue 35

Abstract

Abstract Lytic forms of regulated cell death (RCD) rely on the activation and recruitment of executioner proteins. The mixed lineage kinase domain‐like protein (MLKL) acts as the executioner in the necroptosis pathway, transitioning from an inactive to active state through phosphorylation, oligomerization, membrane recruitment, and membrane insertion, ultimately forming membrane hotpots. These mechanisms involve protein–protein interactions between receptor‐interacting protein kinase 3 (RIPK3) and MLKL, MLKL phosphorylation, protein–protein interactions between MLKL and MLKL, and MLKL‐lipid interactions. In this review, the specificity of MLKL activation mechanisms is discussed across different species and describe the processes by which MLKL transitions from an auto‐inhibited to a membrane‐embedded state. The opportunities are further explored for targeting MLKL, including small molecule inhibitors and functionally interacting proteins.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Cell death mechanisms and regulation · interferon and immune responses · SARS-CoV-2 and COVID-19 Research

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

The Center for Basic Research and Innovation of Medicine and Pharmacy (MOE) School of Pharmacy Naval Medical University/Second Military Medical University 325 Guohe Road Shanghai 200433 China

School of Pharmacy Ningxia Medical University 1160 Shengli Street Yinchuan Ningxia 750004 China

Funding

National Key Research and Development Program of China · National Natural Science Foundation of China · Shanghai Shuguang Program

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1016/j.cell.2011.11.03110.1016/j.cell.2011.11.031 ↗
2. 10.1073/pnas.161330511410.1073/pnas.1613305114 ↗
3. 10.1016/j.jhep.2020.03.02310.1016/j.jhep.2020.03.023 ↗
4. D'Cruz A. A. · Sci. Signal. · 2018 · 11 · 546
5. 10.1002/eji.20154561510.1002/eji.201545615 ↗
6. 10.7150/thno.5407210.7150/thno.54072 ↗
7. 10.1016/j.immuni.2024.02.01110.1016/j.immuni.2024.02.011 ↗
8. 10.1038/s41467-024-50450-610.1038/s41467-024-50450-6 ↗
9. 10.1038/s41418-024-01314-510.1038/s41418-024-01314-5 ↗
10. 10.1016/j.immuni.2023.05.01710.1016/j.immuni.2023.05.017 ↗
11. 10.1038/s41421-022-00504-010.1038/s41421-022-00504-0 ↗
12. 10.1038/s41419-025-07436-z10.1038/s41419-025-07436-z ↗
13. 10.1186/s13024-023-00686-510.1186/s13024-023-00686-5 ↗
14. 10.1038/s41598-023-35975-y10.1038/s41598-023-35975-y ↗
15. 10.1038/nn.460810.1038/nn.4608 ↗
16. 10.1016/j.celrep.2016.07.03910.1016/j.celrep.2016.07.039 ↗
17. 10.1016/j.ccell.2016.06.00210.1016/j.ccell.2016.06.002 ↗
18. 10.1038/s41467-018-05979-810.1038/s41467-018-05979-8 ↗
19. 10.1016/j.celrep.2016.03.03710.1016/j.celrep.2016.03.037 ↗
20. 10.1016/j.isci.2022.10516610.1016/j.isci.2022.105166 ↗
21. 10.1016/j.molmet.2019.02.00310.1016/j.molmet.2019.02.003 ↗
22. 10.1016/j.immuni.2013.06.01810.1016/j.immuni.2013.06.018 ↗
23. 10.1126/science.107576210.1126/science.1075762 ↗
24. 10.1126/science.329111510.1126/science.3291115 ↗
25. 10.1073/pnas.191996011710.1073/pnas.1919960117 ↗
26. 10.1038/s41418-022-00965-610.1038/s41418-022-00965-6 ↗
27. 10.1038/s41467-023-42255-w10.1038/s41467-023-42255-w ↗
28. 10.1038/s41467-021-22400-z10.1038/s41467-021-22400-z ↗
29. 10.1038/s41467-021-27032-x10.1038/s41467-021-27032-x ↗
30. 10.1038/icb.2016.12510.1038/icb.2016.125 ↗
31. 10.1016/j.tibs.2018.11.00210.1016/j.tibs.2018.11.002 ↗
32. 10.1038/s41419-021-03859-610.1038/s41419-021-03859-6 ↗
33. 10.1038/s41418-018-0061-310.1038/s41418-018-0061-3 ↗
34. 10.1038/s41467-018-04714-710.1038/s41467-018-04714-7 ↗
35. 10.1038/s41467-020-16887-110.1038/s41467-020-16887-1 ↗
36. 10.1038/cdd.2015.16910.1038/cdd.2015.169 ↗
37. 10.1074/jbc.M112.43554510.1074/jbc.M112.435545 ↗
38. 10.1038/s41467-020-16823-310.1038/s41467-020-16823-3 ↗
39. 10.1042/BJ2013127010.1042/BJ20131270 ↗
40. 10.1083/jcb.20181001410.1083/jcb.201810014 ↗
41. 10.1093/molbev/msab25610.1093/molbev/msab256 ↗
42. 10.1016/j.immuni.2017.06.00110.1016/j.immuni.2017.06.001 ↗
43. 10.1016/j.celrep.2019.08.05510.1016/j.celrep.2019.08.055 ↗
44. 10.1016/j.tibs.2010.09.00610.1016/j.tibs.2010.09.006 ↗
45. 10.1038/s41467-021-23474-510.1038/s41467-021-23474-5 ↗
46. 10.1038/s41419-022-05009-y10.1038/s41419-022-05009-y ↗
47. 10.1371/journal.pbio.300284510.1371/journal.pbio.3002845 ↗
48. 10.1038/nature2055910.1038/nature20559 ↗
49. 10.1038/s41556-022-00854-710.1038/s41556-022-00854-7 ↗
50. 10.1016/j.celrep.2013.08.04410.1016/j.celrep.2013.08.044 ↗
51. 10.1073/pnas.140898711110.1073/pnas.1408987111 ↗
52. 10.1038/s41418-022-01061-510.1038/s41418-022-01061-5 ↗
53. 10.1038/s41419-022-04740-w10.1038/s41419-022-04740-w ↗
54. 10.1038/cddis.2015.38610.1038/cddis.2015.386 ↗
55. 10.4155/fmc-2019-022910.4155/fmc-2019-0229 ↗
56. 10.1016/j.molcel.2018.05.01010.1016/j.molcel.2018.05.010 ↗
57. 10.1016/j.chembiol.2019.03.01010.1016/j.chembiol.2019.03.010 ↗
58. 10.3390/molecules2617519410.3390/molecules26175194 ↗
59. 10.1038/cddis.2015.39010.1038/cddis.2015.390 ↗
60. 10.1038/s41419-022-05373-910.1038/s41419-022-05373-9 ↗
61. 10.1073/pnas.191650311710.1073/pnas.1916503117 ↗
62. 10.1016/j.molcel.2019.05.02210.1016/j.molcel.2019.05.022 ↗
63. 10.1080/15548627.2021.195434810.1080/15548627.2021.1954348 ↗
64. 10.1074/jbc.M117.79935310.1074/jbc.M117.799353 ↗
65. 10.1242/jcs.22099610.1242/jcs.220996 ↗
66. 10.1016/j.immuni.2017.07.00210.1016/j.immuni.2017.07.002 ↗
67. 10.1038/s41422-021-00583-w10.1038/s41422-021-00583-w ↗
68. 10.1038/s41467-023-41724-610.1038/s41467-023-41724-6 ↗
69. 10.1371/journal.pone.016598310.1371/journal.pone.0165983 ↗
70. 10.1038/nm.401710.1038/nm.4017 ↗
71. 10.1038/ncomms728210.1038/ncomms7282 ↗
72. 10.1038/ncb288310.1038/ncb2883 ↗
73. 10.1016/j.celrep.2014.04.02610.1016/j.celrep.2014.04.026 ↗
74. 10.1016/j.molcel.2014.03.00310.1016/j.molcel.2014.03.003 ↗
75. 10.1126/scisignal.aaw342310.1126/scisignal.aaw3423 ↗
76. 10.1128/JVI.01835-1810.1128/JVI.01835-18 ↗
77. 10.1016/j.str.2014.07.01410.1016/j.str.2014.07.014 ↗
78. 10.1016/j.molcel.2016.01.01110.1016/j.molcel.2016.01.011 ↗
79. 10.1073/pnas.170227511410.1073/pnas.1702275114 ↗
80. Johnston A. · J. Nat. Sci. · 2018 · 4
81. 10.1091/mbc.e07-12-121510.1091/mbc.e07-12-1215 ↗
82. 10.15252/embj.201910371810.15252/embj.2019103718 ↗
83. 10.1021/acschembio.3c0060310.1021/acschembio.3c00603 ↗
84. 10.1038/s41418-023-01237-710.1038/s41418-023-01237-7 ↗
85. 10.1016/j.mito.2014.06.00610.1016/j.mito.2014.06.006 ↗
86. 10.1242/jcs.09118110.1242/jcs.091181 ↗
87. 10.1080/15384101.2017.137188910.1080/15384101.2017.1371889 ↗
88. 10.1016/j.cell.2017.03.02010.1016/j.cell.2017.03.020 ↗
89. 10.3389/fchem.2022.108805810.3389/fchem.2022.1088058 ↗
90. 10.1016/j.canlet.2017.10.04710.1016/j.canlet.2017.10.047 ↗
91. 10.1038/cr.2013.17110.1038/cr.2013.171 ↗
92. 10.1038/cr.2016.2610.1038/cr.2016.26 ↗
93. 10.1007/s00018-016-2338-310.1007/s00018-016-2338-3 ↗
94. Parisi L. R. · ACS Chem. Biol. · 2019 · 14 · 2286
95. 10.1016/j.celrep.2017.03.02410.1016/j.celrep.2017.03.024 ↗
96. 10.1038/nrm372210.1038/nrm3722 ↗
97. 10.3389/fcell.2016.0006510.3389/fcell.2016.00065 ↗
98. 10.1038/s41467-020-17736-x10.1038/s41467-020-17736-x ↗
99. 10.15252/embj.202010575310.15252/embj.2020105753 ↗
100. 10.1021/acs.nanolett.2c0506210.1021/acs.nanolett.2c05062 ↗