Die Skelettmuskelkontraktion wird durch den sterischen Blockiermechanismus des dünnen Filaments gesteuert.
Ruhezustand (entspannt)
- Tropomyosin (α-helikales coiled-coil-Dimer) liegt in der Furche der Aktinfilamente.
- Es blockiert physisch die Myosin-Bindungsstellen auf Aktin.
- Troponin-Komplex (TnT, TnI, TnC) verankert Tropomyosin.
Aktivierung (Kontraktion)
- Aktionspotential → T-Tubulus-Depolarisierung → DHPR (L-Typ Ca²⁺-Kanal) Konformationsänderung.
- RyR1 (Ryanodin-Rezeptor) auf dem Sarkoplasmatischen Retikulum (SR) öffnet → Ca²⁺-Freisetzung.
- Ca²⁺ bindet an Troponin C (TnC) (4 Bindungsstellen).
- TnC-Ca²⁺ induziert Konformationsänderung im Troponin → Tropomyosin verschiebt die Position (azimutale Rotation).
- Myosin-Bindungsstellen auf Aktin freigelegt.
- Myosinköpfe binden → Querbrückenzyklus → Schiebefilament → Kontraktion.
Relaxation
- SERCA-Pumpe sequestriert Ca²⁺ zurück ins SR (ATP-abhängig).
- Ca²⁺ dissoziiert von TnC.
- Tropomyosin kehrt in Blockierposition zurück.
- Querbrücken lösen sich.
Zusammenfassung der Schlüsselproteine
| Protein | Rolle |
|---|
| Tropomyosin | Blockiert Myosinstellen auf Aktin (inhibitorisch) |
| Troponin C | Ca²⁺-Sensor (4 EF-Hand-Stellen) |
| Troponin I | Hemmert Actomyosin-ATPase (bei niedrigem Ca²⁺) |
| Troponin T | Bindet Tropomyosin & Aktin (Verankerung) |
Dieser Ca²⁺-Troponin-Tropomyosin-Schalter stellt sicher, dass Kontraktion nur bei elektrischer Auslösung erfolgt – verhindert spontane Aktivierung.
