Mechanismus der phosphorylierungsabhängigen Regulation von glatten Muskel-Schwermeromyosin.

Die Phosphorylierung von glattem Muskel-Schwermeromyosin (HMM) führt zu einem etwa 25-fachen Anstieg des Gleichgewichtszustands Vmax der aktin-aktivierten MgATPase-Aktivität von 0,07 s-1 für unphosphoryliertes HMM auf 1,9 s-1 für phosphoryliertes HMM. Die Gleichgewichtszustands-MgATPase-Aktivität von unphosphoryliertem HMM in Abwesenheit von Aktin beträgt 0,004 s-1. Das wahre Maß der Regulation könnte sogar größer sein, da die Aktinaktivierung der MgATPase-Aktivität von unphosphoryliertem HMM (von 0,004 auf 0,07 s-1 bei Vmax) aus einem kleinen Bruchteil von modifizierten HMM-Molekülen stammen könnte, die nicht mehr reguliert werden, und dass wirklich regulierte unphosphorylierte HMM-Moleküle nicht von Aktin aktiviert werden. Um diese Idee zu testen, wurde ein "begrenzt wechselndes" Experiment verwendet, um die Wiederassoziationsrate von Aktin-unphosphoryliertem HMM nach Zugabe eines 2-4-fachen molaren Überschusses an ATP zu messen. Die Wiederassoziationsrate war sehr langsam und wurde nicht signifikant erhöht, als die Aktin-Konzentration von 10 auf 75 µM erhöht oder trace phosphoryliertes HMM hinzugefügt wurde. Die Geschwindigkeitskonstante wurde auf etwa 0,002 s-1 geschätzt, was gut mit der Rate der Produktfreisetzung (sowohl Pi als auch ADP), die nur von unphosphoryliertem HMM geschätzt wurde, übereinstimmt, gemessen durch eine Gelfiltrationstechnik. Diese beiden Experimente deuten darauf hin, dass die Rate der Produktfreisetzung aus unphosphoryliertem HMM möglicherweise nicht signifikant von Aktin beeinflusst wird und dass das wahre Ausmaß der Regulation von HMM durch Phosphorylierung möglicherweise wesentlich größer ist als das, was durch Gleichgewichtsmethoden bestimmt wurde. Es deutet auch darauf hin, dass Phosphorylierung möglicherweise wirkt, indem sie die Vorwärtsgeschwindigkeitskonstante für die Produktfreisetzung um etwa das 1000-fache erhöht.