Celbiologie H8.2

Beweging en Contractie

Myosine Motoreiwitten

• Myosine motoreiwitten spelen een cruciale rol in de beweging door microfilament sporen.

• Ze zijn betrokken bij de beweging langs actinefilamenten in cellen.

Structuur en Beweging van Myosine

• Myosine heeft verschillende isovormen (24 klassen) en een specifieke opbouw afhankelijk van de zware keten.

• Elke isovorm heeft een eigen expressiepatroon in verschillende cellen.

• Myosine II is betrokken bij spiercontractie, myosine V en I bij vesiculair transport, en myosine VI bij fagocytose.

ATPase Activiteit

• ATPase-activiteit in myosine:

  • ATP wordt omgezet in ADP + Pi + energie.

  • Deze energie wordt omgezet in mechanische arbeid.

• Myosine bindt aan actine, meestal richting het plus einde, voor directionele beweging.

• Myosine kan ook cargo binden voor verplaatsing.

Bewegingen Via Myosine Motoreiwitten

• Subcellulaire Beweging: Vesiculair transport.

• Cellulaire Beweging: Celmigratie en celdeling.

• Orgaanspiercontractie: Myosine motoren zijn essentieel voor deze processen.

Structuur van Myosine Motoreiwitten

Domeinopbouw

• Myosine bestaat uit multimere samenstellingen met:

  • Zware ketens die de isovorm bepalen.

  • Lichte ketens.

• Hoofd (motordomein):

  • ATP bevat bindingsplaatsen die conformational changes teweegbrengen.

• Nek: Functie als hefboom voor beweging.

• Staart: Zorgt voor dimerisering via een coiled-coil structuur; bindt aan cargo.

Myosine II

• Myosine II werkt als motoreiwit voor spiercontractie.

• Bestaat uit een hexamer structuur (twee zware ketens en vier lichte ketens).

• Typische domeinen: hoofd, nek, en staart.

• In spiercellen verantwoordelijk voor contractie en in niet-spiercellen voor cytokinese.

Sarcomeer

• Structuur van de skeletspier: myofibrillen bestaan uit seriële sarcomeren, begrensd door Z-schijven.

• Sarcomeren zijn de structurele en functionele eenheden van de skeletspier.

  • Bestaan uit dikke filamenten (myosine) en dunne filamenten (actine).

  • Gestreept patroon door afwisseling van A-banden (donker) en I-banden (licht).

Mechanisme van Spiercontractie

• Sliding Filament Model:

  • Verk laart de inkorting van het sarcoomeren.

• Tijdens contractie blijven de lengtes van dunne en dikke filamenten gelijk, terwijl het sarcomeer korter wordt.

Dwarsbrugcyclus

• Interactie tussen myosinehoofdjes en actine leidt tot contractie.

• ATPase activiteit is gekoppeld aan de dwarsbrugcyclus.

  • Myosinehoofdje trekt aan F-actine tijdens deze cyclus voor een slagbeweging.

Regulatie van Spiercontractie

• Afhankelijk van de calciumconcentratie:

  • Laag calcium: geen interactie tussen actine en myosine, spier is ontspannen.

  • Hoog calcium: Ca2+ bindt aan troponine, waardoor binding met actine mogelijk wordt en contractie plaatsvindt.

Celmigratie

• Voortbeweging van cellen door dynamiek van microfilamenten.

• Voorbeelden omvatten macrofagen, groeiconi van neuronen, en kankercellen.

  • Beweging wordt aangestuurd door het herschikken van F-actine en deformatie van celadhesies.

Chemotaxis

• Richtingsgebonden celbeweging door signaalmoleculen.

  • Chemo-attractanten trekken cellen aan; chemorepellanten stoten ze af.

  • Signaaltransductie activeert actine dynamiek voor migratie.

  • Voorbeeld: groeiconus van een neuron of witte bloedcelbeweging naar bacteriën.