Myosin

Myosin thuộc về các protein vận động và chịu trách nhiệm, trong số những thứ khác, cho các quá trình liên quan đến sự co cơ. Có nhiều loại myosin khác nhau, tất cả đều tham gia vào quá trình vận chuyển của các bào quan tế bào hoặc chuyển dịch trong bộ xương tế bào. Sự sai lệch cấu trúc trong cấu trúc phân tử của myosin trong một số trường hợp nhất định có thể là nguyên nhân gây ra các bệnh về cơ.

Myosin là gì?

Cùng với dynein và kinesin, myosin là một trong những protein vận động chịu trách nhiệm cho các quá trình di chuyển và vận chuyển tế bào trong tế bào. Trái ngược với hai protein vận động khác, myosin chỉ hoạt động với actin. Đến lượt mình, actin là một phần của bộ xương tế bào của tế bào nhân thực. Do đó, nó chịu trách nhiệm về cấu trúc và sự ổn định của tế bào.

Hơn nữa, actin cùng với myosin và hai protein cấu trúc khác tạo thành đơn vị cấu trúc co thực tế của cơ. Hai phần ba số protein co trong cơ là myosin và một phần ba là actin. Tuy nhiên, myosin không chỉ có trong tế bào cơ mà còn ở tất cả các tế bào nhân thực khác. Điều này áp dụng cho sinh vật nhân chuẩn đơn bào cũng như tế bào động thực vật. Các vi sợi (sợi actin) tham gia vào cấu trúc của bộ xương tế bào trong tất cả các tế bào và cùng với myosin, kiểm soát các dòng nguyên sinh chất.

Giải phẫu & cấu trúc

Các myosin có thể được chia thành các lớp và phân lớp khác nhau. Hiện tại có hơn 18 lớp khác nhau được biết đến, với lớp I, II và V là quan trọng nhất. Myosin được tìm thấy trong sợi cơ được gọi là myosin thông thường và thuộc loại II. Cấu trúc của tất cả các myosin là tương tự nhau. Tất cả chúng đều bao gồm một phần đầu (đầu myosin), một phần cổ và một phần đuôi.

Các sợi myosin của cơ xương bao gồm khoảng 200 phân tử myosin II, mỗi phân tử có trọng lượng phân tử 500 kDa. Đầu giường rất bảo thủ về mặt di truyền. Sự phân chia thành các lớp cấu trúc chủ yếu được xác định bởi sự biến đổi di truyền của phần đuôi. Phần đầu liên kết với phân tử actin, trong khi phần cổ đóng vai trò như một bản lề. Các phần đuôi của một số phân tử myosin tích tụ và tạo thành các sợi (bó). Phân tử myosin II bao gồm hai chuỗi nặng và bốn chuỗi nhẹ.

Hai chuỗi nặng tạo thành cái gọi là dimer. Chuỗi dài hơn của hai chuỗi có cấu trúc chuỗi xoắn alpha và được tạo thành từ 1300 axit amin. Chuỗi ngắn hơn bao gồm 800 axit amin và đại diện cho cái gọi là miền vận động. Nó tạo thành phần đầu của phân tử, chịu trách nhiệm cho các chuyển động và quá trình vận chuyển. Bốn chuỗi nhẹ được nối với đầu và cổ của chuỗi nặng. Các chuỗi nhẹ xa đầu hơn được gọi là dây chuyền điều tiết và chuỗi nhẹ gần đầu là chuỗi cơ bản. Chúng rất liên kết với canxi và do đó có thể kiểm soát khả năng vận động của phần cổ.

Chức năng & nhiệm vụ

Chức năng quan trọng nhất của tất cả các myosin là vận chuyển các bào quan của tế bào trong tế bào nhân thực và thực hiện các dịch chuyển trong tế bào xương. Các phân tử myosin II thông thường, cùng với actin và các protein tropomyosin và troponin, chịu trách nhiệm cho sự co cơ. Để làm được điều này, myosin lần đầu tiên được tích hợp vào các đĩa Z của sacomer bằng cách sử dụng protein titin. Sáu sợi titin cố định một sợi myosin.

Trong sacomer, một sợi myosin hình thành khoảng 100 kết nối chéo sang hai bên. Tùy thuộc vào cấu trúc của các phân tử myosin và hàm lượng myoglobin, một số dạng sợi cơ có thể được phân biệt. Sự co cơ diễn ra trong sacomer do sự chuyển động của myosin trong chu kỳ qua cầu. Trước hết, đầu myosin được gắn chặt vào phân tử actin. Sau đó, ATP được tách thành ADP, nhờ đó năng lượng được giải phóng dẫn đến sức căng của đầu myosin. Đồng thời, các chuỗi ánh sáng đảm bảo sự gia tăng các ion canxi. Điều này làm cho đầu myosin tự gắn vào một phân tử actin lân cận do sự thay đổi cấu trúc.

Bằng cách giải phóng kết nối cũ, lực căng bây giờ được chuyển đổi thành năng lượng cơ học bởi một tác động lực. Chuyển động tương tự như một cú đánh của mái chèo. Đầu myosin nghiêng từ 90 độ đến giữa 40 và 50 độ. Kết quả là chuyển động cơ. Trong quá trình co cơ, chỉ có chiều dài của sacomer bị rút ngắn, trong khi chiều dài của các sợi actin và myosin vẫn giữ nguyên. Nguồn cung cấp ATP trong cơ chỉ đủ trong khoảng ba giây. Bằng cách phá vỡ glucose và chất béo, ADP được chuyển đổi trở lại ATP để năng lượng hóa học vẫn có thể được chuyển đổi thành năng lượng cơ học.

Bệnh tật

Những thay đổi cấu trúc trong myosin do đột biến có thể dẫn đến các bệnh về cơ. Một ví dụ của bệnh như vậy là bệnh cơ tim phì đại gia đình. Bệnh cơ tim phì đại có tính chất gia đình là một bệnh di truyền được di truyền như một tính trạng trội trên NST thường. Bệnh có đặc điểm là tâm thất trái dày lên mà không giãn ra.

Với tỷ lệ phổ biến là 0,2% trong dân số nói chung, đây là một bệnh tim tương đối phổ biến. Bệnh này do đột biến dẫn đến thay đổi cấu trúc của betamyosin và alphatropomyosin. Đây không phải là một mà là một số đột biến điểm của các protein liên quan đến cấu trúc của sacomer. Hầu hết các đột biến nằm trên nhiễm sắc thể số 14. Về mặt bệnh lý, bệnh biểu hiện bằng sự dày lên của các cơ ở tâm thất trái.

Sự bất đối xứng về độ dày của cơ tim này có thể dẫn đến những phàn nàn về tim mạch với rối loạn nhịp tim, khó thở, chóng mặt, mất ý thức và đau thắt ngực. Mặc dù nhiều bệnh nhân có ít hoặc không bị suy giảm chức năng tim, nhưng có thể phát triển thành suy tim tiến triển.