Гідроліз АТФ при роботі міозину

• Представники сімейства миозинов здійснюють гідроліз АТФ за загальною схемою

• Спорідненість міозину до актину визначається нуклеотидом (АТФ, АДФ-Фн або АДФ), асоційованим з сайтом зв'язування

• міозину, які в сайті зв'язування містять АТФ або АДФ-Фн, лише в слабкому ступені здатні зв'язуватися з актином

• В стані слабкого зв'язування міозин швидко асоціює з актином і швидко від нього відщеплюється

• Гідроліз АТФ «активує» міозин і відбувається, поки останній не пов'язаний з актином

• В результаті робочого ходячи міозину генерується зусилля і відбувається вивільнення фосфату після повторного зв'язування актину миозином-АДФ-Фн

• міозину, які в сайті зв'язування містять АДФ або не містять нуклеотиду, здатні до сильного зв'язування актину

• У стані сильного зв'язування міозину, протягом довгого часу залишаються приєднаними до актину

• В стані слабкого зв'язування міозину не здатні генерувати зусилля

• У стані сильного зв'язування міозину не зрушуються з місця при додатку зовнішніх зусиль

Всі відомі МІОЗИНУ здійснюють гідроліз АТФ до АДФ і Фн за загальною схемою. На малюнку нижче представлена ​​схема гідролізу АТФ. сполученого з поворотом плеча важеля. Це пару гідролізу АТФ з конформаційними змінами дозволяє міозин просуватися самому і просувати карго уздовж Актинові філаментів.

За відсутності АТФ миозин міцно і стереоспеціфічность зв'язується з актином, утворюючи т. Н. комплекс окоченения. (Після смерті рівень АТФ знижується і м'язи втрачають еластичність. Це відбувається внаслідок утворення актомиозинового комплексу, що призводить до трупному задубінню.)

При зв'язуванні АТФ з міозином (крок I на малюнку) відбувається відкриття поглиблення, що зв'язує актин; при цьому взаємодія актину з міозином послаблюється. Це призводить до відокремлення міозину від актину (крок 2). При такій конформації миозин міцно пов'язує АТФ, що не НЕ гідролізують його, оскільки необхідні для хімічного каталізу бічні ланцюга амінокислот розташовані таким чином, що не можуть атакувати b-у фосфатну зв'язок АТФ.

У міозину відбувається друге конформационное зміна, в результаті якого АТФ гідролізується до АДФ і Фн, що залишаються нековалентно пов'язаними з міозином (крок 3). Це конформационное зміна включає рух структурних елементів в моторному домені, які призводять до повороту регуляторного домену. Регуляторний домен, який діє як плече важеля міозину, повертається в початковий стан, в якому миозин готовий до виконання робочого ходу.

Без пов'язаного актину вивільнення фосфату з міозину в початковому стані відбувається вкрай повільно. Це забезпечує можливість міозин НЕ витрачати АТФ, коли він не взаємодіє з актином. Після зв'язування з актином (крок 4) швидкість вивільнення фосфату з міозину сильно збільшується.

Силове зусилля міозину. т. е. обертання регуляторного домену (крок 5), супроводжує крок вивільнення фосфату. Після завершення силового зусилля відбувається вивільнення АДФ (крок 6), що призводить до утворення міозину, приєднаного до актину, але не містить нуклеотид. Цикл повторюється при приєднанні АТФ до міозин. У завісімолсті від типу міозину, кожен цикл зв'язування АТФ, його гідролізу і вивільнення фосфату призводить до просування по Актинові філаменти на відстань між 3 і 23 нм.

Спорідненість міозину до актину в ході циклу гідролізу АТФ змінюється. Проміжні продукти цього циклу можна охарактеризувати відповідно до їх спорідненістю до Актинові филаментам. Міозину, які містять пов'язаний АТФ або АДФ-ФП, знаходяться в стані слабкого зв'язування або генерації попередніх зусиль (кроки 2 і 4), які характеризуються приєднанням і дисоціацією від актинового філамента у часовій шкалі в 100 разів швидше, ніж цикл гідролізу АТФ.

Ці слабкі стану зв'язування не дають силу. Якщо актинового филамент втягується щодо міозину в цих станах, міозин ковзають по филаментам, оскільки вони приєднують і від'єднуються від актину дуже швидко. У стані слабкого зв'язування міозин обертається в початковому стані, готуючи себе для генерації зусиль. Якщо актинові філаменти витягнуті, міозин сильно пов'язаний з ним і протистоїть руху і виконує роль якоря актинового філамента.

Гідроліз АТФ при роботі міозину
Кожен крок, що включає зв'язування АТФ, його гідроліз і вивільнення Фн і АДФ,
дозволяє міозин зробити один крок уздовж актинового філамента.
Зміни конформації, пов'язані з циклом АТФ, призводять до таких змін спорідненості міозину до актину,
які викликають почергове його зв'язування з Актинові філаменти і відщеплення від них.

Схожі статті