Ein Aktivierungsmechanismus für die ATP-Spaltung in Muskeln

Evidenz für einen vorgeschlagenen Aktivierungsmechanismus wird zusammengefasst. Die niedrige Rate der ATP-Spaltung im Ruhezustand des Muskels wird als Ergebnis der Bildung einer stabilen Ringstruktur angesehen, die die zwei wesentlichen Sulfhydrylgruppen an jedem Myosinkopf und MgATP einbezieht. Es wird angenommen, dass die Aktivierung durch die Interaktion von Aktin in der Nähe einer der wesentlichen Sulfhydrylgruppen erfolgt. Dadurch wird der stabile Ring geöffnet, was zur schnellen Dissoziation der Spaltprodukte führt. Diese Idee ist konsistent mit dem kinetischen Schema der ATP-Spaltung, das kürzlich von anderen Forschern entwickelt wurde, und ermöglicht eine Vorhersage des Wechsels in der Bevölkerung von Zwischenzuständen bei Änderungen der Lösungsbedingungen. Sie wird auch von unseren jüngsten Studien zur räumlichen Geometrie des Rings unterstützt. Die Möglichkeit, dass andere nukleophile Gruppen die Sulfhydrylgruppen in anderen kontraktilen Systemen ersetzen können, wird in Betracht gezogen. Die Relevanz der Ringstruktur für das spannungserzeugende Ereignis wird auf der Grundlage kürzlicher Messungen der Kontraktionsrate von modifizierten (SH1-blockierten) Aktomyosin-Fäden diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fähigkeit zur Bildung der Ringstruktur eine wesentliche Anforderung des kontraktilen Prozesses in diesen Systemen ist und dass zudem einzelne, modifizierte Myosinköpfe unabhängig handeln können, um die gleiche Kontraktionsrate wie natives Myosin zu erzeugen. Diese letzte Erkenntnis deutet darauf hin, dass das Myosin-Duplex eine Art negativer Kooperativität im kontraktilen Prozess aufweist.