Myosin ist das Motorprotein der Muskelkontraktion. Sein charakteristischer „knopfartiger Kopf“ (globuläre Motor-Domäne) interagiert mit Aktin, um Kraft zu erzeugen.
Molekulare Struktur
- Hexamer: 2 schwere Ketten (MHC, ~220 kDa jede) + 4 leichte Ketten (2 essentiell/regulatorisch + 2 alkalisch).
- Schwere Kette Domänen:
- Kopf (Motor-Domäne): Bindet Aktin + ATP; ATPase-Aktivität; Kraftgeneration.
- Hals (Hebelarm): Bindet leichte Ketten; verstärkt konformationelle Veränderung.
- Schwanz (gewundenes Coil): Dimerisiert → Rückgrat des dicken Filaments.
- Leichte Ketten: Essentiell (ELC) und regulatorisch (RLC) – modulieren Kinetik, Ca²⁺-Sensitivität.
Querbrückenzyklus (vereinfacht)
- ATP-Bindung an Myosinkopf → Ablösung von Aktin.
- ATP-Hydrolyse (Myosin-ATPase) → „gespannter“ hochenergetischer Zustand (ADP+Pi gebunden).
- Aktin-Bindung (Ca²⁺ legt Stellen frei) → schwach → stark bindend.
- Kraftschlag: Pi-Freisetzung → Hebelarm rotiert → Filamentschieben (~5–10 nm).
- ADP-Freisetzung → Rigor-Zustand (bis zum nächsten ATP).
Myosin-Isoformen
- Myosin II (konventionell): Muskel (skelettal, kardial, glatt) – kontraktil.
- Myosin I, V, VI, etc.: Nicht-Muskel – Vesikeltransport, Zellmotilität, Spannungssensorik.
Klinische Relevanz
- Mutationen in MYH7 (β-kardiales Myosin) → hypertrophe Kardiomyopathie.
- MYH3/8 Mutationen → angeborene Kontrakturen (Arthrogrypose).
- Myosin-Modulatoren (Omecamtiv mecarbil – kardialer Aktivator; Mavacamten – Inhibitor) in Herzinsuffizienz-Studien.
Der Myosinkopf ist der nanoskalige Motor der Bewegung. Sein zyklischer, ATP-getriebener konformationeller Wandel ist der grundlegende Mechanismus der Muskelkontraktion.
