MYOSIN: EGENSKAPER, STRUKTUR, TYPER OG FUNKSJON - BIOLOGI - 2026

Den myosin er en molekylær motor, proteinholdig, i stand til å bevege seg videre aktin filamenter i cytosol. Energien som driver bevegelsen av myosin kommer fra hydrolyse av ATP. På grunn av dette er myosin ofte definert som et mekanokjemisk enzym.

I eukaryoter er myosin et veldig rikelig protein. Det er forskjellige klasser av myosin, som er kodet av en familie av gener. I gjær skilles 5 klasser, mens hos pattedyr har dusinvis blitt beskrevet.

Kilde: David Richfield (Bruker: Slashme) Når du bruker dette bildet i eksterne verk, kan det siteres som følger: Richfield, David (2014). "Medical gallery of David Richfield". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009. ISSN 2002-4436.

Myosin har et bredt utvalg av funksjoner. Myosin deltar jeg sammen med aktin i bevegelsen av keratocytter.

Myosin II gir stivhet til plasmamembranen, deltar i cytokinesis og muskelsammentrekning. Både myosiner I og II samarbeider med cellemigrasjon. Myosins I og V utfører vesikkeltransport langs aktinfilamenter.

Struktur

I elektronmikrografier har den typiske strukturen til myosinisoformer tre domener: hode, nakke og hale. Ved hydrolyse med chymotrypsin oppnås et segment bestående av hode og nakke, kalt tung meromyosin (HMM), og et halesegment, kalt lett meromyosin (LMM).

Hodedomenet er den N-terminale enden av den tunge kjeden, og haledomenet er den C-terminale enden av den lette kjeden.

Klassene av myosin kan differensieres med antall polypeptidkjeder som utgjør det, og mengden og klassen av lettkjede festet til nakken.

Myosin I har en polypeptidkjede, som danner et hode og halen hennes mangler alfa-helikalske regioner. Mens myosiner I og V har to polypeptidkjeder, og danner derfor to hoder og en hale, der alfa-helikalske kjeder viklet opp for å danne en stanglignende struktur.

Myosins I og V har bindingssteder for calmodulin, som regulerer og binder Ca ⁺² , på lette kjeder. Myosin jeg binder Ca ⁺² til lette kjeder, men det gjør det på en annen måte enn calmodulin.

kjennetegn

På det mekanokjemiske nivået har myosiner tre egenskaper, nemlig:

- Myosinhodet er det motoriske domenet som går videre i diskrete trinn: Myosinhodets forening til et aktinfilament, dets tilbøyelighet og etterfølgende separasjon gir bevegelse av myosin. Denne prosessen er syklisk og avhenger av ATP.

- Konformasjonsendringer: hydrolyse av et ATP-molekyl er koblet til hvert trinn i et myosinmolekyl, gjennom nivåer av amplifisering og transmisjon. Dette innebærer store konformasjonsendringer i myosin.

Det første amplifiseringsnivået produseres ved tap av gamma-fosfatgruppen av ATP, noe som muliggjør en omorganisering av strukturelementene i ATP-bindingssetet. Denne omorganiseringen er koordinert med strukturelle endringer i det aktinbindende stedet.

Det andre amplifiseringsnivået innebærer kommunikasjon av den konformasjonsendring i det aktive setet til strukturelle komponenter i karboksylterminalen.

- Retningslinje: myosiner har vist seg å ha en polaritet, eller omvendt retning, mot (+) enden av aktinfilamentet. Denne konklusjonen kommer fra glideforsøk med aktinfilament ved bruk av lysmikroskop av lysstoffrør.

Egenskaper

Myosin deltar sammen med aktin i muskelsammentrekning, celleheft, cytokinesis, stivning av kortikale membraner og forskyvning av noen vesikler, blant andre funksjoner.

Defekter i myosin kan gi patologiske forhold. For eksempel er defekter i myosiner I og V henholdsvis relatert til myosin myopatier og pigmenteringsforstyrrelser (Griscelli syndrom). Mens lidelser i myosin VI isoformer forårsaker hørselstap.

Muskelsammentrekning

Den funksjonelle og strukturelle enheten av skjelettmuskulaturen er sarkomeren. Under muskelsammentrekning når lengden på sarkomeren 30% av sin opprinnelige lengde.

Sarcomeres består av tykke myosinfilamenter og tynne aktinfilamenter som er organisert på en kompleks måte. Generelt er myosinhodene lokalisert i de distale ender av glødetråden og halene deres mot sentrum av sarkomeren, og organisasjonen er bipolar.

For at muskelsammentrekning skal skje, må myosinhodene, i motsatte ender, bevege seg mot Z-disken eller (+) enden av filamentet. Fordi organiseringen av de tykke filamentene er bipolar, skjer glidningen av de tynne filamentene på de tykke filamentene, drevet av ATP.

Forskyvningskraften oppstår fordi hundrevis av myosinhoder, av et tykt glødetråd, samvirker med et tynt filament.

cytokinese

Under mitose, når mikrotubuli ved spindelpolene skilles ut, danner actin og myosin II en kontraktil ring ved ekvator av cellen. Denne ringen trekker seg sammen, reduserer diameteren og deler cellen i to deler.

Avstivning av kortikale membraner

I mutante celler som mangler myosin II, deformeres plasmamembranen lett når en ekstern kraft påføres. Dette skjer fordi myosin II gir aggregeringskraft til proteinene i plasmamembranen.

Celleheft

I epitelvev er de kontraktile buntene av aktin og myosin II lokalisert i nærheten av plasmamembranen, og danner en sirkulær belte som omgir den indre celleoverflaten. Denne sirkulære belta bestemmer cellens form og opprettholder bindingen mellom cellene.

Kontakten mellom celler skjer ved sammenslåing av det sirkulære beltet til de cellulære heftemolekylene ved hjelp av unionsproteiner.

Fortrengning av noen vesikler

Eksperimentelle bevis avslører at myosin V utfører membrantransport fra Golgi-apparatet til periferien av cellen. Noen bevis er:

- I nervevevsceller ble det ved astrocyttimmunfluorescens funnet at myosin V ligger ved siden av Golgi.

- I gjær forstyrrer mutasjoner i myosin V-genet proteinsekresjon, og følgelig akkumuleres proteiner i cytosolen.

- Isoformene av myosin I er ansvarlig for transport av vakuoler mot cellemembranen. Ved å bruke spesifikke antistoffer mot isoformer av myosin I, ble det funnet at disse isoformene er lokalisert i forskjellige deler av cellen.

For eksempel, når en levende amøbe er merket med et antistoff mot myosin IC, stoppes transporten av vakuolen til membranen. På grunn av dette utvides vakuolen og cellen sprekker.

Myosin-relaterte sykdommer

Myosiner og hørselstap

Det er mange gener og mutasjoner som forårsaker hørselstap. Denne sykdommen er ofte monogenetisk.

Ukonvensjonelle myosinmutasjoner, med ett eller to myosinhoder, påvirker det indre øret. Noen av de muterte myosinisoformene er myosin IIIA, myosin VIIA og myosin XVA. Nylig ble to mutasjoner oppdaget i myosin VI.

Mutasjoner i myosin VI er c.897G> T og s.926Q. Den første mutasjonen påvirker et område som samhandler med det aktive stedet, kalt Switch I. Homozygot for mutasjonen viser fenotypen tidlig, noe som forårsaker alvorlige effekter.

Den andre mutasjonen påvirker et område med ladede rester, i en alfa-helix i halen til myosin VI. Dette området er viktig for proksimal motorisk dimerisering, og påvirker den stereo-ciliære funksjonen til myosin VI.

En annen mutasjon er p.Asn207Ser, som produserer en motor som ikke er i stand til å produsere kraft. Dette er fordi Asn 207 er en aminosyrerest av det aktive setet, hvis funksjon er bindingen og hydrolysen av ATP.

P.Arg657Trp-mutasjonen resulterer i tap av myosin VI-funksjon. Arg-resten er involvert i de konformasjonsendringer som kobler hydrolyse til bevegelsen av myosin.

Myosin X og kreft

Myosin X (Myo10) er et ukonvensjonelt myosin som kommer til uttrykk i hjernen, endotelet og mange epitel. Myo10 og tre klasser av aktinbaserte projeksjoner (filopodia, invadopodia og filopodia-lignende projeksjoner) fungerer under kreftmetastase.

Invasive kreftceller har stort antall filopodia og uttrykker høye nivåer av fascina. Dette proteinet lager tverrbindinger mellom aktinfilamenter. For å unnslippe den primære svulsten, dannes invadopodia, rik på proteolytisk aktivitet, som fordøyer den omkringliggende ekstracellulære matrisen.

Når cellene når den ekstracellulære matrisen, hjelper de filopodia-lignende fremspringene til å spre og kolonisere. Høye nivåer av Myo10 indikerer høy aggressivitet og metastase i brystkreft.

MyoX-lyddemping gir tap av metastatisk karakter av celler, som ikke er i stand til å danne aktinbaserte anslag. Alle disse anslagene har integrinbaserte vedheft, som bæres av Myo10 i filopodium.

MyoX er involvert i dannelsen av sentrosomet. Fraværet av MyoX favoriserer dannelsen av multipolare spindler. MyoX er også involvert i signalering i kreftceller. For eksempel aktiveres MyoX av 3,4,5, -inositol-trifosfat (PIP3).

referanser

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., et al. 2007. Cellens molekylærbiologi. Garland Science, New York.
2. Brownstein, Z., Abu-Rayyan, A., Karfunkel-Doron, D., Sirigu, S., Davido, B., Shohat, M., Frydman, M., Houdusse, A., Kanaan, M., Avraham , K. 2014. Nye myosinmutasjoner for arvelig hørselstap avslørt ved målrettet genomfangst og massiv parallell sekvensering. European Journal of Human Genetics, 22: 768-775.
3. Courson, DS og Cheney, RE 2015. Myosin-X og sykdom. Eksperimentell celleforskning, 334: 10-15.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Cellular and molecular biology. Redaksjonell Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexico, Sao Paulo.
5. Schliwa, M. og Woehlke, G. 2003. Molekylære motorer. Nature, 422: 759-765.
6. Vale, RD 2003. Molecular Motor Toolbox for Intracellular Transport. Cell, 112: 467-480.