MYOSIINI: OMINAISUUDET, RAKENNE, TYYPIT JA TOIMINTA - BIOLOGIA - 2026

Myosiinin on molekyyli moottori, proteiinipitoiset, pystyy liikkumaan aktiinisäikeiden sytosolissa. Energia, joka ohjaa myosiinin liikettä, tulee ATP: n hydrolyysistä. Tämän vuoksi myosiini määritellään usein mekaanis-kemialliseksi entsyymiksi.

Eukaryooteissa myosiini on erittäin runsas proteiini. Mioosiiniluokkia on erilaisia, joita geeniryhmä koodaa. Hiivoissa erotetaan 5 luokkaa, kun taas nisäkkäissä on kuvattu kymmeniä.

Lähde: David Richfield (Käyttäjä: Slashme) Kun tätä kuvaa käytetään ulkoisissa teoksissa, se voidaan lainata seuraavasti: Richfield, David (2014). "David Richfieldin lääketieteellinen galleria". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009. ISSN 2002-4436.

Myosinilla on laaja valikoima toimintoja. Myosin I osallistuu yhdessä aktiinin kanssa kerasyyttien liikkeeseen.

Myosiini II tarjoaa jäykkyyden plasmamembraanille, osallistuu sytogeneesiin ja lihaksen supistumiseen. Sekä myosiinit I että II toimivat yhdessä solujen migraatiossa. Myosiinit I ja V suorittavat vesikkelikuljetuksia aktiinifilamenteilla.

Rakenne

Elektronimikrokuvissa myosiini-isoformien tyypillisellä rakenteella on kolme domeenia: pää, kaula ja häntä. Hydrolysoimalla kymotrypsiinillä saadaan päästä ja niskasta koostuva segmentti, jota kutsutaan raskaaksi meromyosiiniksi (HMM), ja häntäsegmentti, jota kutsutaan kevyeksi meromyosiiniksi (LMM).

Päädomeeni on raskaan ketjun N-terminaalinen pää ja häntädomeeni on kevytketjun C-terminaalinen pää.

Mioosiiniluokat voidaan erottaa sitä muodostavien polypeptidiketjujen lukumäärästä ja kaulaan kiinnittyneiden kevytketjujen runsaudesta ja luokasta.

Myosiini I: llä on polypeptidiketju, joka muodostaa pään ja sen häntästä puuttuu alfa-kierteiset alueet. Vaikka myosiinilla I ja V on kaksi polypeptidiketjua, ja siten ne muodostavat kaksi päätä ja hännän, joissa alfa-kierteiset ketjut kelautuvat sauvamaiseksi rakenteeksi.

Myosiinilla I ja V on sitovat kohdat kaloduliinille, joka säätelee ja sitoo Ca ⁺²: ta kevyissä ketjuissa. I-myosiini sitoo Ca ^+2: ta kevyisiin ketjuihin, mutta se tekee niin eri tavalla kuin kalmoduliini.

ominaisuudet

Mekaanis-kemiallisella tasolla myosiinilla on kolme ominaisuutta, nimittäin:

- Mioosiinipää on motorinen domeeni, joka etenee erillisissä vaiheissa: Mioosiinipään liittyminen aktiinihilaan, sen kaltevuus ja sitä seuraava erottelu tuottavat myosiinin liikkeen. Tämä prosessi on syklinen ja riippuu ATP: stä.

- Konformaatiomuutokset: ATP-molekyylin hydrolyysi kytketään myosiinimolekyylin jokaiseen vaiheeseen monistus- ja siirtotason kautta. Tähän liittyy suuria konformaatiomuutoksia myosiinissa.

Ensimmäinen monistustaso saadaan aikaan ATP: n gammafosfaattiryhmän menettämisen avulla, mikä mahdollistaa rakenneosien uudelleenorganisoinnin ATP: n sitoutumiskohdassa. Tämä uudelleenjärjestely on koordinoitu rakenteellisten muutosten kanssa aktiiniin sitoutumispaikassa.

Toinen vahvistustaso sisältää aktiivisen kohdan konformaatiomuutoksen viestinnän karboksyyliterminaalin rakenneosiin.

- Suunta: myosiinien on todettu olevan polaarisia tai käänteissuuntaisia ​​kohti aktiinilangan (+) päätä. Tämä johtopäätös tehdään aktiinifilamenttiliukumiskokeista fluoresenssivalomikroskooppia käyttämällä.

ominaisuudet

Myosiini osallistuu yhdessä aktiinin kanssa muun muassa lihasten supistumiseen, solujen tarttumiseen, sytokiiniin, jäykistäen aivokuoren kalvoja ja joidenkin vesikkelien siirtymiseen muun muassa.

Myosiinin viat voivat aiheuttaa patologisia tiloja. Esimerkiksi, myosiinien I ja V viat liittyvät vastaavasti myosiinin myopatiaihin ja pigmentaation häiriöihin (Griscelli-oireyhtymä). Myosiini VI -isoformien häiriöt aiheuttavat kuulon menetyksen.

Lihassupistus

Luuston lihaksen toiminnallinen ja rakenteellinen yksikkö on sarkomeeri. Lihasten supistumisen aikana sarkomeerin pituus saavuttaa 30% alkuperäisestä pituudesta.

Sarkomeerit koostuvat paksuista myosiinifilamenteista ja ohuista aktiinifilamenteista, jotka on järjestetty monimutkaisella tavalla. Yleensä myosiinipäät sijaitsevat filamentin distaalisissa päissä ja niiden hännät kohti sarkomeerin keskustaa, ja organisaatio on kaksisuuntainen.

Jotta lihaksen supistuminen tapahtuisi, vastakkaisissa päissä olevien myosiinipäiden on liikuttava kohti Z-levyä tai hehkulangan (+) päätä kohti. Koska paksujen filamenttien organisaatio on kaksinapainen, tapahtuu ohutjen filamenttien liukuminen paksuihin filamenteihin, ATP: n ohjaamana.

Siirtymisvoima syntyy, koska sadat paksun filamentin myosiinipäät ovat vuorovaikutuksessa ohuen filamentin kanssa.

sytokineesiin

Mitoosin aikana, kun karan napojen mikrotubulukset erottuvat, aktiini ja myosiini II muodostavat supistuvan renkaan solun päiväntasaajassa. Tämä rengas supistuu, pienentäen halkaisijaansa ja jakamalla kennon kahteen osaan.

Kuoren kalvojen jäykistyminen

Mutanttisoluissa, joissa ei ole myosiini II: ta, plasmakalvo deformoituu helposti, kun ulkoista voimaa kohdistetaan. Tämä tapahtuu, koska myosiini II tarjoaa aggregaatiovoiman plasmamembraanin proteiineille.

Solun tarttuvuus

Epiteelikudoksessa aktiinin ja myosiini II: n supistuvat niput sijaitsevat plasmamembraanin lähellä ja muodostavat pyöreän hihnan, joka ympäröi solun sisäpintaa. Tämä pyöreä vyö määrittää solun muodon ja ylläpitää solujen välistä sidosta.

Solujen välinen kosketus tapahtuu pyöreän hihnan liitoksella solun tarttuvuusmolekyyleihin unioniproteiinien avulla.

Joidenkin rakkuloiden siirtyminen

Kokeellinen näyttö paljastaa, että myosiini V suorittaa kalvon kuljetuksen Golgi-laitteesta solun reunaan. Joitakin todisteita ovat:

- Hermostuneissa kudossoluissa havaittiin astrosyytti-immunofluoresenssilla, että myosiini V sijaitsee Golgin vieressä.

- Hiivassa myosiini V -geenin mutaatiot hajottavat proteiinien eritystä ja siten proteiinit kerääntyvät sytosoliin.

- Mioosiini I: n isomuodot vastaavat vakuolien kuljettamisesta solukalvoa kohti. Käyttämällä spesifisiä vasta-aineita myosiini I: n isoformeja vastaan ​​havaittiin, että nämä isoformit sijaitsevat solun eri osissa.

Esimerkiksi, kun elävä ampee leimataan vasta-aineella myosiini IC: tä vastaan, tyhjön kuljetus membraaniin pysähtyy. Tämän takia vakuoli laajenee ja solu murtuu.

Myosiiniin liittyvät sairaudet

Mioosiinit ja kuulon heikkeneminen

On olemassa lukuisia geenejä ja mutaatioita, jotka aiheuttavat kuulon menetyksen. Tämä sairaus on usein monogeneettinen.

Epätavalliset myosiinimutaatiot, joissa on yksi tai kaksi myosiinipäätä, vaikuttavat sisäkorvan toimintaan. Jotkut mutatoiduista myosiinin isoformeista ovat myosiini IIIA, myosiini VIIA ja myosiini XVA. Äskettäin löydettiin kaksi mutaatiota myosiini VI: stä.

Mioosiini VI: n mutaatiot ovat c.897G> T ja s.926Q. Ensimmäinen mutaatio vaikuttaa alueeseen, joka on vuorovaikutuksessa aktiivisen kohdan kanssa, nimeltään Switch I. Mutaation homotsygoottinen osoittaa fenotyypin varhain, aiheuttaen vakavia vaikutuksia.

Toinen mutaatio vaikuttaa varautuneiden tähteiden alueeseen alfa-kierroksella myosiini VI: n hännässä. Tämä alue on tärkeä motorisen proksimaalisen dimeroitumisen kannalta ja vaikuttaa myosiini VI: n stereosiliaariseen toimintaan.

Toinen mutaatio on p.Asn207Ser, joka tuottaa moottorin, joka ei kykene tuottamaan voimaa. Tämä johtuu siitä, että Asn 207 on aktiivisen kohdan aminohappotähde, jonka tehtävänä on ATP: n sitoutuminen ja hydrolyysi.

P.Arg657Trp-mutaatio johtaa myosiini VI -funktion menetykseen. Arg-jäännös osallistuu konformaatiomuutoksiin, jotka yhdistävät hydrolyysin myosiinin liikkeeseen.

Myosin X ja syöpä

Myosiini X (Myo10) on epätavanomainen myosiini, joka ilmenee aivoissa, endoteelissä ja monissa epiteelissä. Myo10 ja kolme luokkaa aktiinipohjaisia ​​projektioita (filopodia, invadopodia ja filopodia-tyyppiset projektiot) toimivat syövän metastaasien aikana.

Invasiivisissa syöpäsoluissa on suuri määrä filopodiaa ja ne ilmentävät runsaasti fascinaa. Tämä proteiini muodostaa silloituksia aktiinfilamenttien välillä. Primaarikasvaimesta pääsemiseksi muodostuu invadopodia, jolla on runsaasti proteolyyttistä aktiivisuutta, joka sulauttaa ympäröivän solunulkoisen matriisin.

Kun solut saavuttavat solunulkoisen matriisin, filopodian kaltaiset ulkonemat auttavat dispergoitumaan ja siirtymään. Korkeat Myo10-arvot viittaavat korkeaan aggressiivisuuteen ja etäpesäkkeisiin rintasyöpään.

MyoX-vaimennus aiheuttaa solujen metastaattisen luonteen menettämisen, koska ne eivät pysty muodostamaan aktiinipohjaisia ​​projektioita. Kaikilla näillä projektioilla on integriinipohjaisia ​​adheesioita, joita Myo10 kantaa filopodiumissa.

MyoX osallistuu centrosomin muodostumiseen. MyoX: n puuttuminen suosii moninapaisten karan muodostumista. MyoX on myös mukana signaloinnissa syöpäsoluissa. Esimerkiksi MyoX aktivoidaan 3,4,5, -inositolitrifosfaatilla (PIP3).

Viitteet

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., et ai. 2007. Solun molekyylibiologia. 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. Uudet perimänkuulon myosiinimutaatiot, jotka paljastuvat kohdennetulla genomisella sieppauksella ja massiivisesti rinnakkaisella sekvensoinnilla. European Journal of Human Genetics, 22: 768-775.
3. Courson, DS ja Cheney, RE 2015. Myosin-X and Disease. Experimental Cell Research, 334: 10 - 15.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Solu- ja molekyylibiologia. Toimituksellinen Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Meksiko, Sāo Paulo.
5. Schliwa, M. ja Woehlke, G. 2003. Molekyylimoottorit. Nature, 422: 759-765.
6. Vale, RD 2003. Molecular Motor Toolbox solunsisäiseen kuljetukseen. Cell, 112: 467-480.