Muskelkontraktion

Myosin, ATP und Muskelkontraktion

Die Skelettmuskulatur kann mit einem Motor verglichen werden, der in der Lage ist, die von ATP bereitgestellte chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, die auf das System der Skeletthebel mit guter Leistung einwirkt (nicht mehr als 30-50% dieser Energie sind als Wärme abgeführt werden). Das Ergebnis dieser endergonischen Reaktion ist eine Muskelkontraktion.

Jedes Myosinmolekül hat zwei Bindungsstellen, eine für ein ATP-Molekül und eine für Aktin. Seine ATPase-Aktivität ermöglicht es ihm, ATP zu anorganischem ADP + -Phosphat zu hydrolysieren und die zur Erzeugung der Bewegung entwickelte Energie zu nutzen. Alles passiert mit einem Zyklus von molekularen Ereignissen:

Die Verankerung von ATP in der spezifischen Bindungsstelle am Myosinkopf führt zu dessen Trennung vom G-Actina-Molekül
ATP, gebunden an den Myosinkopf, wird zu ADP und anorganischem Phosphat (P _i ) hydrolysiert; beide Produkte bleiben hier verankert; um diese Reaktion zu ermöglichen, scheint die Anwesenheit von Magnesium notwendig zu sein.
Die durch die ATP-Hydrolyse freiwerdende Energie induziert eine Rotation des Myosinkopfes, der sich mit potentieller Energie auflädt und unter einem Winkel von 90 ° schwach an ein G-Actin-Molekül bindet.
Die Freisetzung von anorganischem Phosphat verursacht eine Konformationsänderung im Myosinkopf, die den sogenannten Schleudertrauma erzeugt. Das Seil (das Aktinfilament) wird somit in Richtung der Mitte des Sarkomers, dh in Richtung der Linie M gezogen.
Der Myosinkopf setzt auch das ADP-Molekül frei und bleibt in einem Zustand der Rigorosität, der nur wenige Momente dauert, fest mit Actin verankert, bevor der Zyklus erneut mit einer weiteren Myosin-ATP-Bindung beginnt.