MYOSIN: CIRI, STRUKTUR, JENIS DAN FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The myosin ialah motor molekul, protin, dapat bergerak actin filamen dalam cytosol. Tenaga yang mendorong pergerakan myosin berasal dari hidrolisis ATP. Oleh kerana itu, myosin sering ditakrifkan sebagai enzim mechanochemical.

Dalam eukariota, myosin adalah protein yang sangat banyak. Terdapat pelbagai kelas myosin, yang dikodkan oleh keluarga gen. Dalam ragi, 5 kelas dibezakan, sementara pada mamalia puluhan telah dijelaskan.

Sumber: David Richfield (Pengguna: Slashme) Semasa menggunakan gambar ini dalam karya luaran, ia mungkin disebut sebagai berikut: Richfield, David (2014). "Galeri perubatan David Richfield". WikiJurnal Perubatan 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009. ISSN 2002-4436.

Myosin mempunyai pelbagai fungsi. Myosin I, bersama dengan aktin, turut serta dalam pergerakan keratosit.

Myosin II memberikan ketegaran pada membran plasma, mengambil bahagian dalam sitokinesis dan pengecutan otot. Kedua-dua myosin I dan II bekerjasama dengan penghijrahan sel. Myosins I dan V melakukan pengangkutan vesikel di sepanjang filamen aktin.

Struktur

Dalam mikrograf elektron, struktur khas isoform myosin mempunyai tiga domain: kepala, leher, dan ekor. Dengan hidrolisis dengan chymotrypsin, segmen yang terdiri dari kepala dan leher, disebut meromiosin berat (HMM), dan segmen ekor, yang disebut meromiosin ringan (LMM) diperoleh.

Domain kepala adalah hujung terminal N dari rantai berat, dan domain ekor adalah hujung terminal C dari rantai ringan.

Kelas myosin dapat dibezakan dengan bilangan rantai polipeptida yang menyusunnya, dan banyaknya dan rantai ringan yang melekat pada leher.

Myosin I mempunyai rantai polipeptida, yang membentuk kepala dan ekornya kekurangan kawasan alfa-heliks. Manakala myosins I dan V mempunyai dua rantai polipeptida, dan oleh itu membentuk dua kepala dan ekor, di mana rantai alfa-heliks melilit untuk membentuk struktur seperti batang.

Myosins I dan V mempunyai laman pengikat untuk tenangodulin, yang mengatur dan mengikat Ca ⁺² , pada rantai ringan. Myosin I mengikat Ca ⁺² ke rantai ringan, tetapi melakukannya dengan cara yang berbeza daripada tenangodulin.

ciri-ciri

Pada peringkat mekokimia, myosin mempunyai tiga ciri, iaitu:

- Kepala myosin adalah domain motor yang bergerak dalam langkah diskrit: Penyatuan kepala myosin ke filamen aktin, kecenderungannya dan pemisahan berikutnya menghasilkan pergerakan myosin. Proses ini bersifat kitaran dan bergantung pada ATP.

- Perubahan konformasi: hidrolisis molekul ATP digabungkan ke setiap langkah molekul myosin, melalui tahap penguatan dan transmisi. Ini melibatkan perubahan konformasi besar dalam myosin.

Tahap penguatan pertama dihasilkan oleh kehilangan kumpulan gamma-fosfat ATP, yang memungkinkan penyusunan semula unsur-unsur struktur di laman pengikat ATP. Penyusunan semula ini diselaraskan dengan perubahan struktur di laman pengikat aktin.

Tahap penguatan kedua melibatkan komunikasi perubahan konformasi di tapak aktif kepada komponen struktur terminal karboksil.

- Directionality: myosin didapati mempunyai polaritas, atau arah terbalik, ke arah hujung (+) filamen aktin. Kesimpulan ini berasal dari eksperimen slippage filamen aktin, menggunakan mikroskop cahaya pendarfluor.

ciri-ciri

Myosin, bersama dengan aktin, mengambil bahagian dalam pengecutan otot, lekatan sel, sitokinesis, pengerasan membran kortikal dan pemindahan beberapa vesikel, antara fungsi lain.

Kecacatan pada myosin boleh menghasilkan keadaan patologi. Sebagai contoh, kecacatan pada myosin I dan V saling berkaitan, masing-masing, dengan myopati myosin dan gangguan pigmentasi (sindrom Griscelli). Manakala gangguan pada isoform myosin VI menyebabkan gangguan pendengaran.

Pengecutan otot

Unit fungsional dan struktur otot rangka adalah sarcomere. Semasa pengecutan otot, panjang sarcomere mencapai 30% dari panjang asalnya.

Sarcomeres terdiri daripada filamen myosin tebal dan filamen aktin nipis yang disusun dengan cara yang kompleks. Secara umum, kepala myosin terletak di ujung filamen dan ekornya ke arah pusat sarkoma, dan organisasi itu bipolar.

Agar pengecutan otot berlaku, kepala myosin di hujung yang bertentangan mesti bergerak ke arah cakera Z atau hujung filamen (+). Oleh kerana penyusunan filamen tebal adalah bipolar, gelongsor filamen nipis pada filamen tebal berlaku, didorong oleh ATP.

Daya perpindahan berlaku kerana beratus-ratus kepala myosin, dari filamen tebal, berinteraksi dengan filamen nipis.

Sitokinesis

Semasa mitosis, apabila mikrotubulus di kutub gelendong terpisah, aktin dan myosin II membentuk cincin kontraktil di khatulistiwa sel. Lingkaran ini berkontrak, mengurangkan diameternya dan membahagi sel menjadi dua bahagian.

Mengeras membran kortikal

Pada sel mutan yang kekurangan myosin II, membran plasma mudah berubah bentuk ketika daya luaran digunakan. Ini berlaku kerana myosin II memberikan kekuatan agregat kepada protein membran plasma.

Lekatan sel

Dalam tisu epitel, ikatan aktil dan myosin II yang kontraktil terletak di sekitar membran plasma, dan membentuk tali pinggang bulat yang mengelilingi permukaan sel dalam. Garis bulat ini menentukan bentuk sel dan mengekalkan ikatan antara sel.

Sentuhan antara sel berlaku oleh penyatuan tali pinggang bulat ke molekul lekatan selular, melalui protein penyatuan.

Pemindahan beberapa vesikel

Bukti eksperimen menunjukkan bahawa myosin V melakukan pengangkutan membran dari radas Golgi ke pinggiran sel. Beberapa bukti adalah:

- Pada sel tisu saraf, oleh imunofluoresensi astrosit didapati bahawa myosin V terletak di sebelah Golgi.

- Dalam ragi, mutasi pada gen myosin V mengganggu rembesan protein dan, akibatnya, protein terkumpul di sitosol.

- Isoform myosin I bertanggungjawab untuk pengangkutan vakuola ke membran sel. Dengan menggunakan antibodi khusus terhadap isoform myosin I, didapati bahawa isoform ini terletak di bahagian sel yang berlainan.

Sebagai contoh, apabila amuba hidup dilabelkan dengan antibodi terhadap IC myosin, pengangkutan vakuola ke membran dihentikan. Kerana ini, vakuola mengembang dan sel pecah.

Penyakit yang berkaitan dengan myosin

Myosin dan kehilangan pendengaran

Terdapat banyak gen dan mutasi yang menyebabkan kehilangan pendengaran. Penyakit ini sering monogenetik.

Mutasi myosin yang tidak konvensional, dengan satu atau dua kepala myosin, mempengaruhi fungsi telinga dalam. Beberapa isoform myosin yang bermutasi adalah myosin IIIA, myosin VIIA, dan myosin XVA. Baru-baru ini, dua mutasi ditemui dalam myosin VI.

Mutasi dalam myosin VI adalah c.897G> T dan p.926Q. Mutasi pertama mempengaruhi kawasan yang berinteraksi dengan laman aktif, yang disebut Switch I. Homozigot kerana mutasi menunjukkan fenotip lebih awal, menyebabkan kesan yang teruk.

Mutasi kedua mempengaruhi kawasan residu bermuatan, di heliks alpha di ekor myosin VI. Kawasan ini penting untuk dimerisasi motor proksimal, dan mempengaruhi fungsi stereo-ciliary myosin VI.

Mutasi lain adalah p.Asn207Ser, yang menghasilkan motor yang tidak mampu menghasilkan daya. Ini kerana Asn 207 adalah residu asid amino dari tapak aktif, yang fungsinya adalah pengikatan dan hidrolisis ATP.

Mutasi p.Arg657Trp mengakibatkan kehilangan fungsi myosin VI. Residu Arg terlibat dalam perubahan konformasi yang menghubungkan hidrolisis dengan pergerakan myosin.

Myosin X dan barah

Myosin X (Myo10) adalah myosin tidak konvensional yang dinyatakan dalam otak, endotelium, dan banyak epitel. Myo10 dan tiga kelas unjuran berasaskan aktin (filopodia, invadopodia, dan unjuran seperti filopodia) berfungsi semasa metastasis kanser.

Sel-sel barah invasif mempunyai sejumlah besar filopodia dan menyatakan kadar fasina yang tinggi. Protein ini membuat hubungan silang antara filamen aktin. Untuk melepaskan diri dari tumor primer, invadopodia terbentuk, kaya dengan aktiviti proteolitik, yang mencerna matriks ekstraselular di sekitarnya.

Setelah sel mencapai matriks ekstraselular, unjuran seperti filopodia membantu menyebarkan dan menjajah. Tahap Myo10 yang tinggi menunjukkan keagresifan dan metastasis yang tinggi pada barah payudara.

Senyap MyoX menghasilkan kehilangan watak metastatik sel, yang tidak dapat membentuk unjuran berasaskan aktin. Semua unjuran ini mempunyai lekatan berasaskan integrin, yang dibawa oleh Myo10 dalam filopodium.

MyoX terlibat dalam pembentukan sentrosom. Ketiadaan MyoX menyokong pembentukan spindle multipolar. MyoX juga terlibat dalam memberi isyarat pada sel barah. Sebagai contoh, MyoX diaktifkan oleh 3,4,5, -inositol trifosfat (PIP3).

Rujukan

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., et al. 2007. Biologi Molekul Sel. 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. Mutasi myosin novel untuk kehilangan pendengaran keturunan yang diturunkan oleh penangkapan genomik yang disasarkan dan penjujukan selari secara besar-besaran. Jurnal Eropah Genetik Manusia, 22: 768-775.
3. Courson, DS dan Cheney, RE 2015. Myosin-X dan Penyakit. Penyelidikan Sel Eksperimental, 334: 10-15.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Biologi selular dan molekul. Editorial Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexico, Sāo Paulo.
5. Schliwa, M. dan Woehlke, G. 2003. Motor molekul. Alam, 422: 759-765.
6. Vale, RD 2003. Kotak Alat Motor Molekul untuk Pengangkutan Intraselular. Sel, 112: 467-480.