Атлас контактов миозина

Общая характеристика белка

Название: Myosin heavy chain isoform A

PDB ID: 3I5F

Uniprot ID: O44934

Масса: 221531 MW

Длина: 1935 AA

Организм: Doryteuthis pealeii

Миозин является одним из двух белков актин-миозинового комплекса, обеспечивающего мышечные сокращения в клетках эукариот. По коду 3I5F представлена головка тяжелой цепи с двумя легкими цепями, результат обработки исходного миозина из субстрата трипсином и папаином. Основная функция миозина заключается в преобразовании химической энергии гидролиза АТФ в механическую энергию сокращения миофибрилл посредством последовательного связывания и диссоциации головки тяжелой цепи миозина и глобулярных субъединиц актина в цепи. Из-за свойства катализировать гидролиз АТФ миозин также является атфазой.

Химическая формула

Механизм на молекулярном уровне

Процесс движения головки миозина по актиновой цепи реализуется в 4 этапа:

1) АТФ связывается с головкой миозина, заставляя ее диссоциировать с актиновой нитью.

2) При гидролизе АТФ в белке происходят конформационные изменения: головка "разгибается", оказываясь напротив следующей субъединицы актиновой нити.

3) Фосфорный остаток отделяется, что заставляет головку вновь связаться с актиновой нитью, но уже на одну субъединицу дальше, чем в прошлый раз.

4) При отделении АДФ конформация белка вновь меняется, заставляя головку "согнуться" и протолкнуть миозиновую нить вдоль актиновой.

Процесс является крайне энергозатратным - для смещения всего одной миозиновой головки на всего одну субъеденицу актиновой нити молекула АТФ гидролизуется до АДФ.

Схема реализации

Молекула АДФ и Mg 2+

Название по IUPAC: Adenosine-5'-diphosphate

Химическая формула: C10H15N5O10P2

Молярная масса: 427.2 g/mol

Идентификатор PubChem: 6022

Как указано выше, цикл гидролиза молекул АТФ до АДФ является важным для изменения конформации белка и функционирования актин-миозиновой молекулярной машины. По коду 3I5F представлена структура в состоянии, содержащем молекулу АДФ, а точнее ее комплекс с ионом магния 2+ (MgATP-).

Ион магния

Название по IUPAC: Magnesium

Химическая формула: Mg 2+

Молярная масса: 24.305 g/mol

Идентификатор PubChem: 5462224

Роль магния в системе - нейтрализация отрицательных зарядов на фосфорных остатках для предотвращения изменения конформации белка.

Универсальный Jmol интерфейс

Кнопки

Скрипт

Скрипт

Скрипт

Скрипт

Скрипт

Скрипт

Скрипт

Скрипт

Плотность упаковки гидрофобного ядра

В структуре отсутствуют гидрофобные кластеры, достаточно большие чтобы "скрыть" ван-дер-ваальсовы радиусы атомов, находящихся внутри кластера. Однако, исходя из анализа имеющихся структур можно предположить, что необходимый эффект будет достигнут при радиусе сферического кластера около 8-9 ангстрем.

Среднее расстояние между центрами атомов остатков в таком ядре составляет 4 ангстрем, что исключает возможсть размещения малых молекул (воды) внутри подобных кластеров

Источники

- Special Issue: The Actin-Myosin Interaction in Muscle: Background and Overview

- Actin-Myosin Interaction: Structure, Function and Drug Discovery.

- Interplay of Mg2+, ADP, and ATP in the cytosol and mitochondria: unravelling the role of Mg2+ in cell respiration

- Lehninger Principles of Biochemistry

- Поиск гидрофобных ядер