MYOSIN: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC, CÁC LOẠI VÀ CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Các myosin là một động cơ phân tử, proteinaceous, có khả năng di chuyển trên actin sợi trong bào tương. Năng lượng thúc đẩy chuyển động của myosin đến từ quá trình thủy phân ATP. Do đó, myosin thường được định nghĩa là một enzym cơ học.

Ở sinh vật nhân chuẩn, myosin là một loại protein rất dồi dào. Có nhiều lớp myosin khác nhau, được mã hóa bởi một họ gen. Ở nấm men, 5 lớp được phân biệt, trong khi ở động vật có vú, hàng chục loại đã được mô tả.

Nguồn: David Richfield (Người dùng: Slashme) Khi sử dụng hình ảnh này trong các tác phẩm bên ngoài, nó có thể được trích dẫn như sau: Richfield, David (2014). "Phòng trưng bày y tế của David Richfield". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009. ISSN 2002-4436.

Myosin có rất nhiều chức năng. Myosin I cùng với actin tham gia vào quá trình di chuyển của tế bào sừng.

Myosin II cung cấp độ cứng cho màng sinh chất, tham gia vào quá trình tạo tế bào và co cơ. Cả myosins I và II đều hợp tác với sự di chuyển của tế bào. Các myosin I và V thực hiện quá trình vận chuyển túi dịch dọc theo các sợi actin.

Kết cấu

Trong ảnh hiển vi điện tử, cấu trúc điển hình của đồng dạng myosin có ba miền: đầu, cổ và đuôi. Bằng cách thủy phân với chymotrypsin, một đoạn bao gồm đầu và cổ, được gọi là meromyosin nặng (HMM), và một đoạn đuôi, được gọi là meromyosin nhẹ (LMM).

Miền đầu là đầu tận cùng N của chuỗi nặng và miền đuôi là đầu tận cùng C của chuỗi nhẹ.

Các lớp của myosin có thể được phân biệt bởi số lượng chuỗi polypeptit tạo nên nó, sự phong phú và lớp của chuỗi nhẹ gắn vào cổ.

Myosin I có một chuỗi polypeptide, tạo thành phần đầu và phần đuôi của nó thiếu các vùng xoắn alpha. Trong khi myosin I và V có hai chuỗi polypeptit và do đó tạo thành hai đầu và một đuôi, trong đó các chuỗi xoắn alpha cuộn lại để tạo thành cấu trúc giống hình que.

Myosin I và V có các vị trí liên kết với calmodulin, điều hòa và liên kết Ca ⁺² , trên các chuỗi nhẹ. Myosin I liên kết Ca ⁺² với chuỗi nhẹ, nhưng nó hoạt động theo một cách khác với calmodulin.

nét đặc trưng

Ở cấp độ cơ học, myosin có ba đặc điểm, đó là:

- Đầu myosin là miền vận động tiến theo những bước rời rạc: Sự kết hợp của đầu myosin với một sợi actin, độ nghiêng và sự tách rời của nó tạo ra chuyển động của myosin. Quá trình này diễn ra theo chu kỳ và phụ thuộc vào ATP.

- Sự thay đổi chuyển đổi: sự thủy phân của một phân tử ATP được kết hợp với mỗi bước của một phân tử myosin, thông qua các mức độ khuếch đại và truyền dẫn. Điều này liên quan đến những thay đổi lớn về cấu trúc trong myosin.

Mức độ khuếch đại đầu tiên được tạo ra do mất nhóm gamma-photphat của ATP, cho phép tổ chức lại các phần tử cấu trúc trong vị trí liên kết ATP. Sự sắp xếp lại này được phối hợp với những thay đổi cấu trúc ở vị trí liên kết actin.

Mức độ khuếch đại thứ hai liên quan đến sự truyền đạt sự thay đổi cấu trúc trong vị trí hoạt động tới các thành phần cấu trúc của đầu tận cùng cacboxyl.

- Tính hướng: myosin đã được phát hiện là có tính phân cực, hoặc hướng ngược về phía đầu (+) của sợi actin. Kết luận này xuất phát từ thí nghiệm trượt dây tóc actin, sử dụng kính hiển vi ánh sáng huỳnh quang.

Đặc trưng

Myosin, cùng với actin, tham gia vào quá trình co cơ, kết dính tế bào, tạo tế bào, làm cứng màng vỏ và sự dịch chuyển của một số túi, trong số các chức năng khác.

Các khiếm khuyết trong myosin có thể tạo ra các tình trạng bệnh lý. Ví dụ, các khiếm khuyết trong myosin I và V có liên quan tương ứng với bệnh myosin và rối loạn sắc tố (hội chứng Griscelli). Trong khi các rối loạn ở dạng đồng dạng myosin VI gây mất thính lực.

Co cơ

Đơn vị chức năng và cấu trúc của cơ xương là sarcomere. Trong quá trình co cơ, chiều dài của sarcomere đạt 30% chiều dài ban đầu.

Sarcomeres được tạo thành từ các sợi myosin dày và các sợi actin mỏng được tổ chức theo một cách phức tạp. Nói chung, các đầu myosin nằm ở các đầu xa của sợi và đuôi của chúng hướng về trung tâm của sarcomere, và tổ chức là lưỡng cực.

Để xảy ra co cơ, các đầu myosin, ở hai đầu đối diện, phải di chuyển về phía đĩa Z hoặc đầu (+) của dây tóc. Vì tổ chức của sợi dày có tính lưỡng cực nên sự trượt của sợi mỏng trên sợi dày xảy ra do ATP thúc đẩy.

Lực dịch chuyển xảy ra do hàng trăm đầu myosin, của một sợi dây tóc dày, tương tác với một sợi dây tóc mỏng.

Cytokinesis

Trong quá trình nguyên phân, khi các vi ống ở các cực của thoi phân li, actin và myosin II tạo thành vòng co ở xích đạo của tế bào. Vòng này co lại, giảm đường kính và chia tế bào thành hai phần.

Làm cứng màng vỏ não

Ở tế bào đột biến thiếu myosin II, màng sinh chất dễ bị biến dạng khi có ngoại lực tác động. Điều này xảy ra bởi vì myosin II cung cấp lực tập hợp các protein của màng sinh chất.

Kết dính tế bào

Trong mô biểu mô, các bó co bóp của actin và myosin II nằm ở vùng lân cận của màng sinh chất, và tạo thành một chùm tròn bao quanh bề mặt tế bào bên trong. Màng bao tròn này quyết định hình dạng của tế bào và duy trì sự liên kết giữa các tế bào.

Sự tiếp xúc giữa các tế bào xảy ra bởi sự liên kết của đai tròn với các phân tử kết dính tế bào, nhờ các protein liên kết.

Sự dịch chuyển của một số mụn nước

Bằng chứng thực nghiệm cho thấy myosin V thực hiện quá trình vận chuyển màng từ bộ máy Golgi đến ngoại vi của tế bào. Một số bằng chứng là:

- Trong tế bào mô thần kinh, bằng phương pháp miễn dịch huỳnh quang tế bào hình sao, người ta tìm thấy myosin V nằm cạnh Golgi.

- Ở nấm men, đột biến gen myosin V làm rối loạn bài tiết protein và do đó, protein tích tụ trong dịch bào.

- Các dạng isoform của myosin I chịu trách nhiệm vận chuyển không bào về phía màng tế bào. Sử dụng các kháng thể đặc hiệu chống lại các đồng dạng của myosin I, người ta thấy rằng các đồng dạng này nằm ở các phần khác nhau của tế bào.

Ví dụ, khi một amip sống được đánh dấu bằng một kháng thể chống lại myosin IC, sự vận chuyển của không bào đến màng sẽ bị ngừng lại. Vì điều này, không bào mở rộng và tế bào vỡ ra.

Các bệnh liên quan đến myosin

Myosins và mất thính giác

Có rất nhiều gen và đột biến gây mất thính giác. Bệnh này thường là đơn gen.

Các đột biến myosin không bình thường, với một hoặc hai đầu myosin, ảnh hưởng đến chức năng của tai trong. Một số dạng đồng dạng myosin bị đột biến là myosin IIIA, myosin VIIA và myosin XVA. Gần đây, hai đột biến đã được phát hiện trong myosin VI.

Các đột biến ở myosin VI là c.897G> T và p.926Q. Đột biến đầu tiên ảnh hưởng đến một vùng tương tác với vị trí hoạt động, được gọi là Chuyển đổi I. Đồng hợp tử với đột biến biểu hiện sớm kiểu hình, gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng.

Đột biến thứ hai ảnh hưởng đến vùng dư lượng điện tích, trong một chuỗi xoắn alpha ở đuôi myosin VI. Vùng này rất quan trọng đối với quá trình dime hóa vận động gần, và ảnh hưởng đến chức năng thể mi nổi của myosin VI.

Một đột biến khác là p.Asn207Ser, tạo ra một động cơ không có khả năng tạo ra lực. Điều này là do Asn 207 là một gốc axit amin của vị trí hoạt động, có chức năng là liên kết và thủy phân ATP.

Đột biến p.Arg657Trp dẫn đến mất chức năng myosin VI. Dư lượng Arg tham gia vào các thay đổi cấu trúc giữa quá trình thủy phân và chuyển động của myosin.

Myosin X và ung thư

Myosin X (Myo10) là một loại myosin khác thường được biểu hiện trong não, nội mô và nhiều biểu mô. Myo10 và ba loại hình chiếu dựa trên actin (hình chiếu sợi tơ, thể xâm nhập và hình chiếu giống sợi tơ huyết) hoạt động trong quá trình di căn ung thư.

Các tế bào ung thư xâm lấn có số lượng lớn các filopodia và biểu hiện mức độ cao của sán lá gan lớn. Protein này tạo liên kết chéo giữa các sợi actin. Để thoát khỏi khối u nguyên phát, các thể xâm nhập được hình thành, giàu hoạt tính phân giải protein, tiêu hóa chất nền ngoại bào xung quanh.

Khi các tế bào tiếp cận với chất nền ngoại bào, các hình chiếu giống như filopodia giúp phân tán và khu trú. Mức độ cao của Myo10 cho thấy khả năng tích cực và di căn cao trong ung thư vú.

MyoX im lặng làm mất đặc tính di căn của các tế bào, những tế bào này không thể hình thành các dự báo dựa trên actin. Tất cả các phép chiếu này đều sở hữu chất kết dính dựa trên nguyên tắc tích hợp, được Myo10 thực hiện bên trong filopodium.

MyoX tham gia vào quá trình hình thành centrosome. Sự vắng mặt của MyoX tạo điều kiện cho sự hình thành các trục xoay đa cực. MyoX cũng tham gia vào việc truyền tín hiệu trong các tế bào ung thư. Ví dụ, MyoX được kích hoạt bởi 3,4,5, -inositol triphosphate (PIP3).

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., et al. 2007. Sinh học phân tử của tế bào. Khoa học Garland, New York.
2. Brownstein, Z., Abu-Rayyan, A., Karfunkel-Doron, D., Sirigu, S., Davido, B., Shohat, M., Frydman, M., Houdusse, A., Kanaan, M., Avraham , K. 2014. Các đột biến myosin mới đối với chứng mất thính lực di truyền được tiết lộ bằng cách bắt giữ bộ gen có mục tiêu và giải trình tự song song hàng loạt. Tạp chí Di truyền Người Châu Âu, 22: 768-775.
3. Courson, DS và Cheney, RE 2015. Myosin-X và Bệnh tật. Nghiên cứu tế bào thực nghiệm, 334: 10-15.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Sinh học tế bào và phân tử. Editorial Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Mexico, Sāo Paulo.
5. Schliwa, M. và Woehlke, G. 2003. Động cơ phân tử. Bản chất, 422: 759-765.
6. Vale, RD 2003. Hộp công cụ động cơ phân tử cho vận chuyển nội bào. Ô, 112: 467-480.