Muskelproteine: Aktin, Myosin und Troponin im Kontraktionszyklus

Die Skelettmuskelkontraktion beruht auf dem Schiebefilamentmechanismus mit drei Schlüsselproteinen:

Aktin (Dünnes Filament)

Globuläres Aktin (G-Aktin) polymerisiert zu F-Aktin. Jedes Monomer hat eine Myosin-Bindungsstelle, die normalerweise durch Tropomyosin blockiert wird.

Myosin (Dickes Filament)

Myosin-II-Moleküle bilden bipolare Filamente. Jeder Kopf hat eine ATPase-Stelle und eine Aktin-Bindungsstelle. Kreuzbrückenzyklus zieht Aktin zum Sarkomerzentrum.

Troponin (Regulatorkomplex)

Troponin (TnC, TnI, TnT) bindet an Tropomyosin auf Aktin. In Ruhe hemmt TnI die Aktin-Myosin-Interaktion. Wenn Ca²⁺ an TnC bindet, bewirkt eine Konformationsänderung eine Verschiebung von Tropomyosin, die Myosin-Bindungsstellen freilegt → Kontraktion.

Zusammenfassung des Kontraktionszyklus

1. Aktionspotential → Ca²⁺-Freisetzung aus dem Sarkoplasmatischen Retikulum.
2. Ca²⁺ bindet an Troponin C → Tropomyosin verschiebt sich.
3. Myosinköpfe binden an Aktin → Kraftschlag (ADP/Pi-Freisetzung).
4. ATP bindet an Myosin → Kreuzbrückenlösung.
5. ATP-Hydrolyse spannt den Myosinkopf neu.
6. Zyklus wiederholt sich, solange Ca²⁺ und ATP verfügbar sind.