Miozin pripada motoru proteini i odgovoran je, između ostalog, za procese koji su uključeni u kontrakciju mišića. Postoji nekoliko vrsta miozina, koji svi sudjeluju u transportnim procesima staničnih organela ili u pomacima unutar citoskeleta. Strukturne abnormalnosti u molekularnoj strukturi miozina mogu u nekim okolnostima biti uzroci bolesti mišića.
Što je miozin?
Miozin je, zajedno s dineinom i kinezinom, jedan od motora proteini odgovoran za procese kretanja i transporta stanica unutar stanice. Za razliku od druga dva motora proteinimiozin djeluje samo u sprezi s aktinom. Aktin je pak komponenta citoskeleta eukariotske stanice. Dakle, odgovoran je za strukturu i stabilnost stanice. Nadalje, aktin, zajedno s miozinom i dva druga strukturna proteina, čini stvarnu kontraktilnu strukturnu jedinicu mišića. Dvije trećine kontraktilnih proteina mišića čine miozini, a trećina aktin. Međutim, miozini nisu prisutni samo u mišićnim stanicama već i u svim ostalim eukariotskim stanicama. To vrijedi za jednostanične eukariote, kao i za biljne i životinjske stanice. Mikrofilamenti (aktinski filamenti) sudjeluju u sastavljanju citoskeleta u svim stanicama i zajedno s miozinom kontroliraju protoplazmatske struje.
Anatomija i struktura
Miozini se mogu podijeliti u nekoliko klasa i potklasa. Trenutno je poznato preko 18 različitih razreda, a najznačajniji su razredi I, II i V. Miozin pronađen u mišićna vlakna naziva se konvencionalni miozin i pripada klasi II. Građa svih miozina slična je. Svi se sastoje od a glava dio (glava miozina), a vrat dio i repni dio. Ovdje se miozinski filamenti koštanih mišića sastoje od približno 200 miozina II molekule, svaki s molekularnom težinom od 500 kDa. The glava dio je genetski vrlo konzervativan. Razvrstavanje u strukturne klase uglavnom je određeno genetskom varijabilnošću repa. The glava Dio se veže na molekulu aktina, dok se vrat dio djeluje kao šarka. Repni dijelovi nekoliko miozina molekule skupljaju se zajedno da tvore filamente (snopove). Molekula miozina II sastoji se od dva teška lanca i četiri laka lanca. Dva teška lanca tvore takozvani dimer. Dulji od dva lanca ima alfa-spiralnu strukturu i sastoji se od 1300 aminokiseline. Kraći lanac sastoji se od 800 aminokiseline i predstavlja takozvanu motornu domenu. Tvori glavni dio molekule koji je odgovoran za kretanje i transportne procese. Četiri lagana lanca povezana su s glavom i vrat dio teških lanaca. Lagani lanci dalje od glave nazivaju se regulatorni lanci, a laki lanci u blizini glave bitni lanci. Imaju visok afinitet za kalcijum te tako može kontrolirati pokretljivost vratnog dijela.
Funkcija i uloge
Najvažnija funkcija svih miozina je transport organela stanica i izvođenje pomaka unutar citoskeleta u eukariotskim stanicama. U ovom procesu konvencionalni miozin II molekule, zajedno s aktinom i proteinima tropomiozinom i troponina, odgovorni su za kontrakciju mišića. U tu svrhu miozin se prvo integrira u Z-diskove sacomere uz pomoć proteina titina. Šest titinskih filamenata u tu svrhu fiksira miozinsku nit. U sacomeru miozinska nit tvori oko 100 križnih veza sa strana. Ovisno o strukturi molekula miozina i sadržaju mioglobin, može se razlikovati nekoliko oblika mišićnih vlakana. Unutar sacomer-a, kontrakcija mišića odvija se kretanjem miozina u ciklusu unakrsnih mostova. Prvo, glava miozina čvrsto je pričvršćena za molekulu aktina. Tada se ATP cijepa za ADP, a oslobođena energija dovodi do napetosti glave miozina. Istodobno, lagani lanci omogućuju povećanje kalcijum ioni. To uzrokuje da se glava miozina veže za susjednu molekulu aktina kao rezultat konformacijske promjene. Otpuštanjem stare veze, napetost se sada pretvara u mehaničku energiju onim što se naziva silom udar. Pokret je sličan veslu udar. Pri tom se glava miozina naginje od 90 stupnjeva do između 40 i 50 stupnjeva. Rezultat je mišićno kretanje. Tijekom kontrakcije mišića skraćuje se samo duljina sakomera, dok duljina aktinskih i miozinskih niti ostaje ista. Opskrba ATP-om u mišiću traje samo oko tri sekunde. Razbijanjem glukoza i masti, ATP se ponovno stvara iz ADP-a, tako da se kemijska energija može i dalje pretvarati u mehaničku.
Bolesti
Strukturne promjene u miozinu uzrokovane mutacijama mogu dovesti na bolesti mišića. Jedan od primjera takve bolesti je obiteljska hipertrofičnost kardiomiopatija. Obiteljski hipertrofični kardiomiopatija je nasljedna bolest koja se nasljeđuje na autosomno dominantni način. Bolest je karakterizirana zadebljanjem lijeva klijetka od srce bez dilatacije. To je relativno često srce bolest s 0.2 posto prevalencije u općoj populaciji. Ovu bolest uzrokuju mutacije koje dovesti na strukturne promjene u betamiozinu i alfatropomiozinu. To uključuje ne jednu, već višestruke točkaste mutacije proteina koji su uključeni u izgradnju sacomer-a. Većina mutacija nalazi se na kromosomu 14. Patološki se bolest manifestira zadebljanjem mišića u lijeva klijetka. Ova asimetrija u debljini miokarda može rezultirati kardiovaskularnim simptomima, uključujući aritmije, dispneju, vrtoglavica, gubitak svijesti i angina pectoris. Iako mnogi bolesnici imaju malo ili nimalo oštećenja srčane funkcije, progresivno srce u nekim se okolnostima može razviti neuspjeh.
