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Cabeza de miosina

La cabeza de miosina es la parte del miofilamento grueso formada por miosina que actúa en la contracción muscular , deslizándose sobre miofilamentos delgados de actina . La miosina es el componente principal de los filamentos gruesos y la mayoría de las moléculas de miosina están compuestas por un dominio de cabeza, cuello y cola; la cabeza de miosina se une a la actina filamentosa delgada y utiliza la hidrólisis de ATP para generar fuerza y ​​​​"caminar" a lo largo del filamento delgado. La miosina existe como un hexámero de dos cadenas pesadas , [1] dos cadenas ligeras alcalinas y dos cadenas ligeras reguladoras . La cadena pesada se puede subdividir en la cabeza globular en el N-terminal y la cola en forma de varilla en espiral en el C-terminal, aunque algunas formas tienen una región globular en su C-terminal.

Existen muchas isoformas específicas de cada célula de las cadenas pesadas de miosina, codificadas por una familia de múltiples genes. [2] La miosina interactúa con la actina para convertir la energía química, en forma de ATP, en energía mecánica . [3] Se ha determinado la estructura tridimensional de la porción de la cabeza de la miosina [4] y se ha construido un modelo para el complejo actina-miosina . [5]

La cabeza globular está bien conservada, [4] [6] [7] y es clave para la contracción. La contracción muscular resulta de un ciclo de unión-desprendimiento entre las cabezas de miosina que se extienden desde los filamentos de miosina y los sitios en los filamentos de actina. La cabeza de miosina primero se une a la actina junto con los productos de la hidrólisis de ATP, realiza un golpe de potencia asociado con la liberación de productos de hidrólisis y se separa de la actina al unirse con nuevo ATP. La cabeza de miosina desprendida luego hidroliza ATP y realiza un golpe de recuperación para restaurar su posición inicial. Se ha sugerido que los golpes son el resultado de la rotación del dominio del brazo de palanca alrededor del dominio del convertidor, mientras que el dominio catalítico permanece rígido. [8]

Referencias

  1. ^ Hayashida M, Maita T, Matsuda G (julio de 1991). "La estructura primaria de la cadena pesada de miosina del músculo esquelético: I. Secuencia del fragmento amino-terminal de 23 kDa". J. Biochem . 110 (1): 54–9. doi :10.1093/oxfordjournals.jbchem.a123543. PMID  1939027.
  2. ^ Eller M, Stedman HH, Sylvester JE, Fertels SH, Wu QL, Raychowdhury MK, Rubinstein NA, Kelly AM, Sarkar S (octubre de 1989). "ADNc de la cadena pesada de miosina embrionaria humana. Conservación de la secuencia interespecies de la barra de miosina, locus cromosómico y transcripción específica de isoforma del gen". FEBS Lett . 256 (1–2): 21–8. doi : 10.1016/0014-5793(89)81710-7 . PMID  2806546. S2CID  12047829.
  3. ^ Warrick HM, De Lozanne A, Leinwand LA, Spudich JA (diciembre de 1986). "Dominios proteicos conservados en un gen de cadena pesada de miosina de Dictyostelium discoideum". Proc. Natl. Sci. USA . 83 (24): 9433–7. Bibcode :1986PNAS...83.9433W. doi : 10.1073/pnas.83.24.9433 . PMC 387152 . PMID  3540939. 
  4. ^ ab Rayment I, Rypniewski WR, Schmidt-Bäse K, Smith R, Tomchick DR, Benning MM, Winkelmann DA, Wesenberg G, Holden HM (julio de 1993). "Estructura tridimensional del subfragmento 1 de miosina: un motor molecular". Science . 261 (5117): 50–8. Bibcode :1993Sci...261...50R. doi :10.1126/science.8316857. PMID  8316857.
  5. ^ Rayment I, Holden HM, Whittaker M, Yohn CB, Lorenz M, Holmes KC, Milligan RA (julio de 1993). "Estructura del complejo actina-miosina y sus implicaciones para la contracción muscular". Science . 261 (5117): 58–65. Bibcode :1993Sci...261...58R. doi :10.1126/science.8316858. PMID  8316858.
  6. ^ Molloy JE, Burns JE, Kendrick-Jones J, Tregear RT, White DC (noviembre de 1995). "Movimiento y fuerza producidos por una sola cabeza de miosina". Nature . 378 (6553): 209–12. Bibcode :1995Natur.378..209M. doi :10.1038/378209a0. PMID  7477328. S2CID  4334476.
  7. ^ Lewalle A, Steffen W, Stevenson O, Ouyang Z, Sleep J (marzo de 2008). "Medición de la rigidez de la cabeza de miosina de rigor con una sola molécula". Revista biofísica . 94 (6): 2160–9. Código Bibliográfico :2008BpJ....94.2160L. doi :10.1529/biophysj.107.119396. PMC 2257899 . PMID  18065470. 
  8. ^ Minoda H, Okabe T, Inayoshi Y, Miyakawa T, Miyauchi Y, Tanokura M, Katayama E, Wakabayashi T, Akimoto T, Sugi H (febrero de 2011). "Evidencia de microscopía electrónica del mecanismo del brazo de palanca de la cabeza de miosina en filamentos de miosina hidratados utilizando la cámara ambiental de gas". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 405 (4): 651–6. doi :10.1016/j.bbrc.2011.01.087. PMID  21281603.
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