Регуляція актоміозінової взаємодії.

Актомиозинова механохімічна реакція

Ділянка зв’язування актину розташований на голівці важкої ланцюга міозину. Там же, але в ділянці, відмінному від сайту зв’язування актину, знаходиться і АТФаза міозину (Bershadsky AD, Vasiliev JM, 198).

У відсутність АТФ зв’язування актину з міозином дуже міцне (Huxley HE, 1983). Ці комплекси (так звані рігор-комплекси) дисоціюють при додаванні до них АТФ, причому процес дисоціації актину від міозину не пов’язаний з ращепленіем АТФ, так як негідролізуемие аналоги нуклеотиду володіють тим же ефектом (Поглазов Б.Ф., Левицький Д.І., 1982, Lymn RW, Taylor EW, 1975).

На описаних властивостях міозину і їх зміні при зв’язуванні з актином заснований запропонований Лімна і Тейлором (Lymn RW, ea) механізм актомиозинового взаємодії, згідно з яким цикли зв’язування, гідролізу і вивільнення продуктів гідролізу АТФ призводять до постійної асоціації і дисоціації актину і міозину, в результаті чого головка міозину рухається по Актинові філаменти. Поки остаточно не ясно, за рахунок чого відбувається власне переміщення головки уздовж філамента. Запропоновані гіпотези розглядають такі можливості, як нахил головки, скорочення ділянки хвоста поблизу голівки, зміна конформації самої головки (Поглазов Б.Ф., Левицький Д.І., 1982, Huxley HE, 1983, Ueno H., Harrington WF, 1986) ( рис1-31в).

Роль актину не зводиться виключно до активації міозіновой АТФази, оскільки при порушенні структурної цілісності актиновой молекули або наявності в ній точкових замін інгібується або сповільнюється рух міозину по F-актину (Morel JE, Merah Z., 1992).

Актоміозінова взаємодія: регуляція

Взаємодію актину та міозину (рис 2-10) може регулюватися декількома різними способами. Деякі схеми регуляції пов’язані з модифікацією актину, а інші з дією на міозин. Однак, незважаючи на різноманітність регуляторних механізмів, в більшості випадків актомиозинового скорочення включається при підвищенні концентрації іонів кальцію.

Регуляція на рівні актину

Регуляція на рівні міозінаRhoA: взаємодія з мікротрубочкаміАдгезія, натяг цитоскелету і ретракція

Актоміозінова взаємодія: регуляція на рівні актину

У скелетних м’язах регуляція здійснюється на рівні актинових філаментів за допомогою білка тропоніна і тропомиозина (Leavis PC, Gergely L., 1984).

У гладком’язових і немишечних клітинах регуляторний білок кальдесмон, перебуваючи в асоціації з актином, інгібує здатність останнього активувати магній-АТФазу міозину (Ngai PK, Walsh MP, 1984). При наявності пов’язаного з кальцієм кальмодулина кальдесмон відділяється від актинового філамента і його блокуючу дію припиняється (Bretscher A., 1984).

Слід зазначити, що кальцій може впливати на процес скорочення і більш складним способом, змінюючи супрамолекулярної організацію актинових філаментів. Це пов’язано з тим, що при підвищенні концентрації кальцію активуються багато ріжучі білки і відбувається від’єднання деяких зшиваючих білків. Утворений при цьому злегка розріджений гель, як було показано в спеціальних експериментах, піддається більш інтенсивному скороченню, ніж щільний.

Актоміозінова взаємодія: регуляція на рівні міозину

У немишечних і гладком’язових клітинах регуляція актомиозинового взаємодії відбувається, в основному, за допомогою фосфорилювання міозину (Bershadsky AD, Vasiliev JM, 198). Молекула міозину має декілька сайтів фосфорилювання. Однак, регуляторне значення чітко показано в даний час лише для сайта, розташованого на одній з легких ланцюгів міозину – регуляторної.

Фосфорилювання цього сайту здійснюється спеціальним ферментом – кіназою легкого ланцюга міозину – MLCK (Kendrick-Jones J., Scholey JM, 1981). MLCK сама по собі також є регульованим ферментом. Вона набуває активність тільки у присутності зв’язаного з кальцієм кальмодулина (Bershadsky AD, Vasiliev JM, 198) (ріс.miofosf)

Фосфорилювання регуляторної легкого ланцюга міозину призводить до декількох наслідків (Kendrick-Jones J., Scholey JM, 1981).

По-перше, відбувається конформационное зміна міозину. Якщо у нефосфорілірованного міозину хвіст зазвичай має форму петлі (згорнута конфігурація ріс.255), то у фосфорильованого хвіст випрямлений (Craig R. et al., 1983).

По-друге, фосфорилювання стимулює полімеризацію гладеньком’язової і немишечного миозинов (Ogihara S. et al., 1983).

По-третє, відбувається значне підвищення активності активується актином Mg2 + – АТФази міозину (Ogihara S. et al., 1983).

 

Comments are closed.