MYOSIN: CIRI, STRUKTUR, JENIS DAN FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The myosin adalah motor molekul, protein, mampu bergerak pada aktin filamen dalam sitosol. Energi yang mendorong pergerakan miosin berasal dari hidrolisis ATP. Karena itu, miosin sering diartikan sebagai enzim mechanochemical.

Pada eukariota, miosin adalah protein yang sangat melimpah. Ada berbagai kelas miosin, yang dikodekan oleh satu keluarga gen. Pada khamir, 5 kelas dibedakan, sedangkan pada mamalia lusinan telah dijelaskan.

Sumber: David Richfield (Pengguna: Slashme) Saat menggunakan gambar ini dalam karya eksternal, dapat dikutip sebagai berikut: Richfield, David (2014). "Galeri medis David Richfield". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009. ISSN 2002-4436.

Miosin memiliki berbagai macam fungsi. Myosin I, bersama dengan aktin, berpartisipasi dalam pergerakan keratosit.

Myosin II memberikan kekakuan pada membran plasma, berpartisipasi dalam sitokinesis dan kontraksi otot. Baik myosins I dan II berkolaborasi dengan migrasi sel. Miosin I dan V melakukan transportasi vesikel di sepanjang filamen aktin.

Struktur

Dalam mikrograf elektron, struktur khas isoform miosin memiliki tiga domain: kepala, leher, dan ekor. Dengan hidrolisis dengan kimotripsin, segmen yang terdiri dari kepala dan leher, disebut meromyosin berat (HMM), dan segmen ekor, yang disebut light meromyosin (LMM).

Domain kepala adalah ujung terminal-N dari rantai berat, dan domain ekor adalah ujung terminal-C dari rantai ringan.

Kelas-kelas miosin dapat dibedakan berdasarkan jumlah rantai polipeptida yang menyusunnya, dan kelimpahan serta kelas rantai ringan yang melekat pada leher.

Miosin I memiliki rantai polipeptida, yang membentuk kepala dan ekornya tidak memiliki daerah alfa-heliks. Sedangkan miosin I dan V memiliki dua rantai polipeptida, sehingga membentuk dua kepala dan satu ekor, di mana rantai alfa-heliks melingkar membentuk struktur seperti batang.

Miosin I dan V memiliki situs pengikatan untuk kalmodulin, yang mengatur dan mengikat Ca ⁺² , pada rantai ringan. Miosin I mengikat Ca ⁺² ke rantai ringan, tetapi dengan cara yang berbeda dari kalmodulin.

karakteristik

Pada tingkat mechanochemical miosin memiliki tiga ciri yaitu:

- Kepala miosin adalah domain motorik yang bergerak maju dalam langkah-langkah terpisah: Penyatuan kepala miosin ke filamen aktin, kemiringan dan pemisahan selanjutnya menghasilkan pergerakan miosin. Proses ini bersifat siklus dan bergantung pada ATP.

- Perubahan konformasi: hidrolisis molekul ATP digabungkan ke setiap langkah molekul miosin, melalui tingkat amplifikasi dan transmisi. Ini melibatkan perubahan konformasi yang besar pada miosin.

Tingkat amplifikasi pertama dihasilkan oleh hilangnya gugus gamma-fosfat ATP, yang memungkinkan reorganisasi elemen struktural di situs pengikatan ATP. Penataan ulang ini dikoordinasikan dengan perubahan struktural di situs pengikatan aktin.

Tingkat amplifikasi kedua melibatkan komunikasi perubahan konformasi di situs aktif ke komponen struktural terminal karboksil.

- Arah: myosin telah ditemukan memiliki polaritas, atau arah terbalik, menuju ujung (+) dari filamen aktin. Kesimpulan ini berasal dari eksperimen selip filamen aktin, menggunakan mikroskop cahaya fluoresensi.

fitur

Miosin, bersama dengan aktin, berpartisipasi dalam kontraksi otot, adhesi sel, sitokinesis, memperkuat membran kortikal dan perpindahan beberapa vesikel, di antara fungsi-fungsi lainnya.

Cacat miosin dapat menyebabkan kondisi patologis. Misalnya, cacat pada miosin I dan V terkait, masing-masing, dengan miopati miosin dan gangguan pigmentasi (sindrom Griscelli). Sedangkan gangguan pada isoform miosin VI menyebabkan gangguan pendengaran.

Kontraksi otot

Unit fungsional dan struktural dari otot rangka adalah sarkomer. Selama kontraksi otot, panjang sarcomere mencapai 30% dari panjang aslinya.

Sarkomer terdiri dari filamen miosin tebal dan filamen aktin tipis yang disusun secara kompleks. Secara umum, kepala miosin terletak di ujung distal filamen dan ekornya mengarah ke tengah sarkomer, dan organisasinya bipolar.

Agar kontraksi otot terjadi, kepala myosin di ujung yang berlawanan harus bergerak menuju disk Z atau ujung (+) dari filamen. Karena organisasi dari filamen tebal adalah bipolar, maka terjadi pergeseran filamen tipis pada filamen tebal, didorong oleh ATP.

Gaya perpindahan terjadi karena ratusan kepala miosin, dari filamen tebal, berinteraksi dengan filamen tipis.

Sitokinesis

Selama mitosis, ketika mikrotubulus di kutub spindel terpisah, aktin dan miosin II membentuk cincin kontraktil di ekuator sel. Cincin ini berkontraksi, mengurangi diameternya dan membagi sel menjadi dua bagian.

Pengerasan membran kortikal

Pada sel mutan yang kekurangan miosin II, membran plasma mudah berubah bentuk saat gaya eksternal diterapkan. Hal ini terjadi karena miosin II memberikan gaya agregasi ke protein membran plasma.

Adhesi sel

Dalam jaringan epitel, bundel kontraktil aktin dan miosin II terletak di sekitar membran plasma, dan membentuk korset melingkar yang mengelilingi permukaan sel bagian dalam. Korset melingkar ini menentukan bentuk sel dan mempertahankan ikatan antar sel.

Kontak sel ke sel terjadi dengan pengikatan sabuk melingkar ke molekul adhesi sel, melalui protein pengikat.

Perpindahan beberapa vesikel

Bukti eksperimental mengungkapkan bahwa miosin V melakukan pengangkutan membran dari aparatus Golgi ke pinggiran sel. Beberapa bukti adalah:

- Dalam sel jaringan saraf, dengan astrosit imunofluoresensi ditemukan bahwa miosin V terletak di sebelah Golgi.

- Dalam ragi, mutasi pada gen myosin V mengganggu sekresi protein dan, akibatnya, protein menumpuk di dalam sitosol.

- Isoform myosin I bertanggung jawab untuk pengangkutan vakuola menuju membran sel. Dengan menggunakan antibodi spesifik terhadap isoform miosin I, ditemukan bahwa isoform ini terletak di berbagai bagian sel.

Misalnya, ketika amuba hidup diberi label dengan antibodi terhadap IC miosin, pengangkutan vakuola ke membran dihentikan. Karena itu, vakuola mengembang dan sel pecah.

Penyakit terkait miosin

Miosin dan gangguan pendengaran

Ada banyak gen dan mutasi yang menyebabkan gangguan pendengaran. Penyakit ini seringkali monogenetik.

Mutasi miosin inkonvensional, dengan satu atau dua kepala miosin, memengaruhi fungsi telinga bagian dalam. Beberapa dari isoform myosin yang bermutasi adalah myosin IIIA, myosin VIIA, dan myosin XVA. Baru-baru ini, dua mutasi ditemukan pada miosin VI.

Mutasi pada miosin VI adalah c.897G> T dan p.926Q. Mutasi pertama mempengaruhi daerah yang berinteraksi dengan situs aktif, yang disebut Switch I. Homozigot untuk mutasi menunjukkan fenotipe awal, menyebabkan efek yang parah.

Mutasi kedua mempengaruhi daerah residu bermuatan, dalam alfa heliks di ekor miosin VI. Daerah ini penting untuk dimerisasi motor proksimal, dan mempengaruhi fungsi stereo-siliaris miosin VI.

Mutasi lain adalah p.Asn207Ser, yang menghasilkan motor yang tidak mampu menghasilkan tenaga. Hal ini dikarenakan Asn 207 merupakan residu asam amino tapak aktif, yang fungsinya adalah pengikatan dan hidrolisis ATP.

Mutasi p.Arg657Trp mengakibatkan hilangnya fungsi myosin VI. Residu Arg terlibat dalam perubahan konformasi yang terjadi pada beberapa hidrolisis dengan pergerakan miosin.

Myosin X dan kanker

Myosin X (Myo10) adalah myosin inkonvensional yang diekspresikan di otak, endotelium, dan banyak epitel. Myo10 dan tiga kelas proyeksi berbasis aktin (filopodia, invadopodia, dan proyeksi seperti filopodia) bekerja selama metastasis kanker.

Sel kanker invasif memiliki filopodia dalam jumlah besar dan mengekspresikan tingkat fascina yang tinggi. Protein ini membuat ikatan silang antara filamen aktin. Untuk melarikan diri dari tumor primer, invadopodia terbentuk, kaya akan aktivitas proteolitik, yang mencerna matriks ekstraseluler di sekitarnya.

Setelah sel mencapai matriks ekstraseluler, proyeksi seperti filopodia membantu membubarkan dan menjajah. Kadar Myo10 yang tinggi menunjukkan agresivitas dan metastasis yang tinggi pada kanker payudara.

Pembungkaman MyoX menghasilkan hilangnya karakter metastatik sel, yang tidak dapat membentuk proyeksi berbasis aktin. Semua proyeksi ini memiliki adhesi berbasis integrin, yang dibawa oleh Myo10 di dalam filopodium.

MyoX terlibat dalam pembentukan sentrosom. Tidak adanya MyoX mendukung pembentukan spindel multipolar. MyoX juga terlibat dalam pensinyalan pada sel kanker. Misal, MyoX diaktifkan oleh 3,4,5, -inositol triphosphate (PIP3).

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., dkk. 2007. Biologi Molekuler Sel. Ilmu 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. Mutasi miosin baru untuk gangguan pendengaran turun-temurun yang diungkapkan oleh penangkapan genom yang ditargetkan dan sekuensing paralel masif. European Journal of Human Genetics, 22: 768-775.
3. Courson, DS dan Cheney, RE 2015. Myosin-X dan Penyakit. Penelitian Sel Eksperimental, 334: 10-15.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Biologi seluler dan molekuler. Editorial Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Meksiko, Sāo Paulo.
5. Schliwa, M. dan Woehlke, G. 2003. Motor molekuler. Alam, 422: 759-765.
6. Vale, RD 2003. Kotak Alat Motor Molekuler untuk Transportasi Intraseluler. Sel, 112: 467-480.