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Bewegungsvorgänge

Das Muskelprotein Myosin

Definition
Neben Actin ist Myosin das wichtigste Protein im Muskel und macht 40-50 % des Muskelproteins aus. Das Molekül mit einer molekularen Masse von 540.000 Da besitzt einen langen helicalen Schwanz (ca. 134 nm) und zwei globuläre Köpfe.

In stark denaturierenden Lösungen wie z.B. 5 M Guanidin-HCl oder 8 M Harnstoff zerfällt Myosin in 6 Polypeptidketten: zwei identische schwere Ketten (heavy chains oder HC) von je 230.000 Da (im Bild blau und rot) und zwei Paare von leichten Ketten (light chains oder LC) mit je 20.000 Da und 16.000 Da (im Bild grün und gelb dargestellt). Die beiden schweren Ketten sind paarweise verdrillte Myosin-Moleküle, die den Schwanz des Myosin-Filamentes bilden. Jedes Paar der leichten Ketten bildet einen Kopf des Moleküls. Die Länge eines Myosin-Moleküls beträgt im Skelett- und Herzmuskel ca. 1,6 µm und erreicht in einigen glatten Gefäßmuskeln Längen von bis zu 2,2 µm.

In den dicken Filamenten der Sarcomere lagern sich mehrere Hundert Myosin-Moleküle gestaffelt an den Schwänzen zusammen, die Köpfe ragen dabei nach außen. Die dünnen Filamente sind bipolar, d.h. in der Mitte eines Filamentes gibt es einen Bereich, an dem die beiden entgegengesetzten Gruppen von Myosin-Molekülen mit ihren Schwänzen aufeinander treffen. Erst durch diese bipolare Anordnung wird das Ineinandergleiten von dünnen und dicken Filamenten bei der Muskelbewegung ermöglicht. Myosin ist eine ATPase, die erst dann aktiv wird, wenn Actin und Myosin in Kontakt treten. Im Muskel ist Myosin mit einer Reihe von Proteinen assoziiert: F-Actin, Tropomyosin, Troponin A, B und C, α-Actinin u.a.

Myosin oder Myosin-ähnliche Verbindungen gibt es auch in Pflanzen. So sind die Protoplasma-Strömungen in den Internodialzellen und die Bewegung von Chloroplasten (Mougeotia, Vallisneria) abhängig von Mikrofilamenten. Im Jahr 1972 zeigten M.V. Parthasarathy et al. durch Phalloidin-Markierung verschiedener Pflanzen, dass Mikrofilamente das pflanzliche Cytoskelett bilden, an der Plasma-Bewegung beteiligt sind und in engem Kontakt mit den Plastiden stehen. Auch der Zellkern wird von einem geschlossenen Netz aus Mikrofilamenten umgeben (nuclear basket).

Literatur

Parthasarath, M. V. (1972): Cytoplasmic microfilaments in plant cells. In: J. Ultrastruct. Res.. 338 , 46-62

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