Генетика
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Рекомендуем:
Необходимое:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Строение миозина и его домены

• Молекулы представителей семейства миозинов содержат три структурных домена, которые обозначаются как головной (или моторный), регуляторный и хвостовой домены

• Моторный домен содержит АТФ- и актин-связывающие сайты и превращает энергию гидролиза АТФ в механическую работу

• В большинстве миозинов регуляторный домен действует как плечо рычага, преобразующее усилие

• Хвостовой домен миозина взаимодействует с белками карго или с липидами и определяет биологические функции миозионов

Представители семейства миозинов обычно характеризуются наличием трех структурных доменов. Эти домены обозначаются как моторный, регуляторный и хвостовой и схематически представлены на рисунке ниже. Размер моторного домена составляет 80 кДа; он содержит АТФ- и актин-связывающие сайты, ответственные за превращение химической энергии гидролиза АТФ в механическую работу.

Этот каталитический моторный домен имеет наиболее консервативную структуру у всех представителей семейства миозинов, и его наличие является характерной чертой миозиновых белков.

Регуляторный домен представляет собой участок молекулы, способный связывать белки, известные под названием легких цепей (поскольку по сравнению с «тяжелой цепью» миозина они обладают меньшей молекулярной массой). Большинство легких цепей представлено калмо-дулином или ему подобными белками. Индивидуальность структуры ассоциированных легких цепей определяется изоформой миозина и стадией развития организма. Изоформа миозина также определяет количество связанных легких цепей.

Обычно легкие цепи остаются прочно связанными с миозином и рассматриваются как субъединицы его молекулы. Подвижность и АТФазная активность некоторых миозинов регулируются путем модификации легких цепей при их фосфорилировании или за счет связывания ионов кальция.

Для генерации силы необходимо и достаточно наличие моторных и регуляторных доменов. Это подтверждается экспериментами по реконструированию системы подвижности in vitro.

На рисунке ниже представлена кристаллическая структура моторного и регуляторного доменов, предложенная на основании рентгеноструктурных исследований. Эта структура позволяет понять основные характеристики механизма генерации силы. Молекула миозина обладает удлиненной формой, и моторный домен состоит из внутреннего складчатого p-слоя, окруженного а-спиралями. Такая структура напоминает мотор микротрубочек — кинезин, несмотря на отсутствие гомологии между их структурами.

Сайт связывания АТФ, подобно аналогичным сайтам в АТФазах и G-белках, связывает фосфатные группы АТФ вместе с ассоциированными с ними ионами магния. Связывание нуклеотида изменяет конформацию актин-связывающего сайта и регуляторного домена. Сайт связывания актина расположен в большом углублении на конце молекулы, примерно в 4 нм от сайта связывания АТФ. Связывание нуклеотида с миозином контролирует степень открытия этого углубления, что, в свою очередь, влияет на связывание миозина с актином. Когда АТФ связывается с миозином, углубление слегка приоткрывается, и тем самым сродство миозина к актину снижается.

Регуляторный домен расположен сразу после моторного и выглядит как а-спиральная структура. Он играет важную механическую роль в функционировании миозина, действуя как «плечо рычага». При развитии усилия конформационные изменения в сайте связывания нуклеотида, которые определяются природой связанного нуклеотида (АТФ, АДФ-ФН или АДФ), переносятся с мотора на регуляторный домен. Эти изменения конформации вызывают поворот плеча рычага, представляющий собой рабочий ход, в результате которого генерируется усилие. Легкие цепи стабилизируют структуру регуляторного домена, что дает ему возможность действовать в качестве жесткого рычага.

Хвостовые домены ответственны за связывание клеточных белков и липидов и/или других молекул миозина. Структуры хвостовых доменов у белков, относящихся к семейству миозинов, сильно различаются. У многих белков они содержат четко различимые субдомены, которые обусловливают белок-белковые взаимодействия. Хвостовые домены определяют природу транспортируемого карго (белки или липиды) и позволяют некоторым миозинам образовывать димеры или олигомеры, напоминающие филаменты. Таким образом, они приобретают два или более каталитических моторных домена.

Толстые филаменты поперечно-полосатых мышц служат примером таких миозиновых филаментов. Различия в последовательности аминокислот хвостовых доменов являются следствием адаптации каждого типа миозина к выполнению в клетке специфических функций.

Домены миозина
Миозиновые белки содержат три структурных домена (моторный, регуляторный и хвостовой),
обладающие разными функциями.
Миозин и актиновые филаменты
Эксперимент, демонстрирующий, что миозиновые фрагменты, содержащие только моторный и регуляторный домены,
обеспечивают подвижность актиновых филаментов, которая визуализируется in vitro.
Фотографии представляют собой кадры видео, показывающего перемещение филаментов. Один из филаментов обведен кружком.
Строение доменов миозина
Кристаллическая структура миозинового фрагмента,
содержащего моторный и регуляторный домены, представленная по данным рентгеноструктурного анализа,
представленным в Protein Data Bank file 2MYS.
Рабочий ход миозина
Регуляторный домен миозина (плечо рычага) претерпевает сильные конформационные изменения,
которые генерируют усилие для движения вдоль актинового филамента.
Гидролиз АТФ и высвобождение Фн вызывают вначале небольшие конформационные изменения в актиновой щели,
которые затем приводят к более сильным изменениям.
Хвостовые домены миозина
Хвостовые домены миозинов обладают специфическими функциями.
Некоторые хвостовые домены содержат области, способные к олигомеризации с образованием миозиновых филаментов,
другие связываются с белками, участвующими в транспортных процессах или функционирующими как ферменты.

- Читать далее "Гидролиз АТФ при работе миозина"


Оглавление темы "Актин и миозин":
  1. Белки регулирующие полимеризацию актина
  2. Функции миозина и семейства миозиновых белков
  3. Строение миозина и его домены
  4. Гидролиз АТФ при работе миозина
  5. Кинетика и коэффициент загрузки миозина
  6. Рабочий ход миозина и плечо его рычага
  7. Регуляция локализации и функции миозина
  8. Строение саркомера и сокращение мышцы
  9. Перспективы изучения актина
  10. Механизм генерации силы при полимеризации актина
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Будем рады вашим вопросам и отзывам: