Interaktionen mellan proteinerna aktin och myosin är helt avgörande för att våra muskler ska kunna dra ihop sig. Här är en tydlig genomgång av hur de två proteinerna arbetar tillsammans för att åstadkomma en muskelkontraktion.
Aktinfilament är tunna, trådliknande proteinstrukturer som finns i stort antal inne i muskelcellerna. Myosinmolekyler är däremot tjocka, avlånga proteiner med globulära huvuden. Varje myosinmolekyl har två huvuden som kan binda till aktinfilamenten.
Under en muskelkontraktion sträcker sig myosinhuvudena ut och binder till specifika ställen på aktinfilamenten, vilket bildar så kallade tvärbroar. Dessa broar är nödvändiga för att generera den kraft som krävs för att muskeln ska kontraheras.
Myosinhuvudena har bindningsställen för adenosintrifosfat (ATP), cellernas energivaluta. När ATP binder till myosinet sker en hydrolys, varvid ATP bryts ner till adenosindifosfat (ADP) och oorganiskt fosfat (Pi). Denna reaktion frigör energi som driver konformationsförändringarna i myosinhuvudet.
Energin som frigörs vid ATP-hydrolysen orsakar en konformationsförändring i myosinhuvudet, kallad kraftdraget. Draget flyttar aktinfilamenten mot sarkomerens mitt, den grundläggende funktionella enheten för muskelkontraktion. De tunna aktinfilamenten glider därmed förbi de tjocka myosinfilamenten, vilket kortar muskelfibern och genererar kraft. För att cykeln ska kunna upprepas måste dessutom en ny ATP-molekyl binda till myosinhuvudet, så att det lossnar från aktinet och kan börja om processen.
Samspelet mellan aktin och myosin styrs av kalciumjoner (Ca2+). När en muskelfiber tar emot en signal från nervsystemet utlöses frisättning av Ca2+ från det sarkoplasmatiska retiklet, cellens interna kalciumlager. Kalciumjonerna binder sedan till ett protein som kallas troponin, vilket sitter kopplat till aktinfilamenten.
I frånvaro av Ca2+ blockerar ett annat protein, tropomyosin, bindningsställena på aktinfilamenten och förhindrar därmed att tvärbroar bildas. När Ca2+ dock binder till troponin uppstår en konformationsförändring som flyttar tropomyosinet bort från bindningsställena. Detta gör det möjligt för myosinhuvudena att binda till aktin och initiera kontraktionen.
Det välkoordinerade samspelet mellan aktin och myosin, som regleras av ATP och kalciumjoner, gör att muskelfibrer både kan dras ihop och slappna av – något som ligger till grund för kroppens rörelser samt en rad andra fysiologiska funktioner, från hjärtats slag till matsmältningen.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online