MUSKELKONTRAKTION

Myosin, ATP und Muskelkontraktion

Der Skelettmuskel kann mit einem Motor verglichen werden, der in der Lage ist, die von ATP gelieferte chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, die mit guter Effizienz auf das Skeletthebelsystem einwirkt (nicht mehr als 30-50% dieser Energie werden als Wärme abgegeben). Das Ergebnis dieser endoergonischen Reaktion ist eine Muskelkontraktion.

Jedes Myosin-Molekül hat zwei Bindungsstellen, eine für ein ATP-Molekül und eine für Aktin. Seine ATPase-Aktivität ermöglicht es ihm, ATP zu ADP + anorganischem Phosphat zu hydrolysieren und die so entwickelte Energie zu verwenden, um die Bewegung zu erzeugen. All dies geschieht in einem Zyklus von molekulare Ereignisse:

Die Verankerung von ATP an der spezifischen Bindungsstelle am Myosinkopf führt zu dessen Ablösung vom G-Actin-Molekül

Das an den Myosinkopf gebundene ATP wird zu ADP und anorganischem Phosphat (Pi) hydrolysiert; beide Produkte bleiben hier verankert; die Anwesenheit von Magnesium scheint für diese Reaktion notwendig zu sein.

Die bei der Hydrolyse von ATP freigesetzte Energie induziert eine Rotation des Myosinkopfes, der, mit potentieller Energie geladen, schwach an ein G-Aktin-Molekül in einem Winkel von 90° bindet.

Die Freisetzung des anorganischen Phosphats führt zu einer Konformationsänderung im Myosinkopf, wodurch das sogenannte Schleudertrauma entsteht. Das Seil (das Aktinfilament) wird somit in Richtung Sarkomermitte, also zur M-Linie gezogen.

Auch der Myosinkopf setzt das ADP-Molekül frei und bleibt in einem nur wenige Augenblicke andauernden Rigor fest mit dem Aktin verbunden, bevor der Zyklus mit der x-ten Myosin-ATP-Bindung von neuem beginnt.