Журнал наномедицинских и биотерапевтических открытий
Открытый доступ

Абстрактный

Силовой удар головки миозина не подчиняется прогнозам, основанным на механизме мышечного сокращения, основанном на колебательном рычаге.

Харуо Суги

Хотя прошло более 50 лет с момента монументального открытия механизма скользящих нитей при сокращении мышц, молекулярный механизм движения головки миозина в сочетании с гидролизом АТФ все еще остается предметом споров и спекуляций. Наиболее прямолинейный способ изучения движения головки миозина, вызывающий скольжение миофиламента, может напрямую регистрировать движение головки миозина, вызванное АТФ, в гидратированных живых миозиновых нитях с использованием газовой экологической камеры (EC), прикрепленной к электронному микроскопу. Хотя EC уже давно используется материаловедами для наблюдения in situ за химической реакцией неорганических соединений, мы являемся единственной группой, успешно использующей EC для регистрации движения головки миозина в живых миозиновых нитях. Мы позиционируем отдельные головки миозина, прикрепляя золотые паретикул (диаметром 20 нм) с помощью трех различных моноклональных антител, прикрепляясь к дистальной области каталитического домена головки миозина (CAD), к домену преобразователя головки миозина (COD) и к домену рычага головки миозина (LD). Во-первых, мы перекодировали АТФ-индуцированное движение головки миозина в отсутствие актиновых нитей и обнаружили, что головки миозина двигались от, но не к центральной области миозиновых нитей. Нам также удалось зарегистрировать АТФ-индуцированный силовой ход головки миозина в смеси актин-миозиновых нитей. Поскольку только ограниченная часть головок миозина может быть активирована ограниченным количеством примененного АТФ, головки миозина движутся только путем растяжения соседних структур саркомера. Как показано на рисунке 1, головка миозина CAD не двигалась параллельно оси филамента в стандартной ионной силе (B), в то время как она двигалась параллельно оси филамента (C). Эти результаты показывают, что движение головки миозина не обязательно подчиняется предсказаниям гипотезы качающегося рычага, которая фигурирует в каждом учебнике как установленный факт.