Myosin

Myosin termasuk dalam protein motorik dan bertanggung jawab, antara lain, untuk proses yang terlibat dalam kontraksi otot. Ada berbagai jenis miosin, yang semuanya berpartisipasi dalam proses pengangkutan organel sel atau dalam pergeseran di dalam sitoskeleton. Penyimpangan struktural pada struktur molekul miosin dalam keadaan tertentu dapat menjadi penyebab penyakit otot.

Apa itu myosin?

Bersama dengan dynein dan kinesin, miosin adalah salah satu protein motorik yang bertanggung jawab untuk proses pergerakan sel dan proses transportasi di dalam sel. Berbeda dengan dua protein motorik lainnya, miosin hanya bekerja dengan aktin. Aktin, pada gilirannya, adalah bagian dari sitoskeleton sel eukariotik. Oleh karena itu, ia bertanggung jawab atas struktur dan stabilitas sel.

Selanjutnya, aktin dengan miosin dan dua protein struktural lainnya membentuk unit struktural kontraktil otot yang sebenarnya. Dua pertiga dari protein kontraktil di otot adalah miosin dan sepertiga adalah aktin. Namun, miosin tidak hanya ada di sel otot, tetapi juga di semua sel eukariotik lainnya. Ini berlaku untuk eukariota uniseluler serta sel tumbuhan dan hewan. Mikrofilamen (filamen aktin) terlibat dalam struktur sitoskeleton di semua sel dan, bersama dengan miosin, mengontrol arus protoplasma.

Anatomi & struktur

Myosins dapat dibagi menjadi beberapa kelas dan subkelas. Saat ini ada lebih dari 18 kelas berbeda yang diketahui, dengan kelas I, II dan V menjadi yang paling penting. Miosin yang ditemukan dalam serat otot disebut miosin konvensional dan termasuk dalam kelas 2. Struktur semua miosin serupa. Semuanya terdiri dari bagian kepala (kepala myosin), bagian leher dan bagian ekor.

Filamen miosin dari otot rangka terdiri dari sekitar 200 molekul miosin II, masing-masing dengan berat molekul 500 kDa. Kepala tempat tidur secara genetik sangat konservatif. Pembagian ke dalam kelas-kelas struktural terutama ditentukan oleh variabilitas genetik bagian ekor. Bagian kepala mengikat molekul aktin, sedangkan bagian leher berfungsi sebagai engsel. Bagian ekor dari beberapa molekul miosin menumpuk dan membentuk filamen (bundel). Molekul miosin II terdiri dari dua rantai berat dan empat rantai ringan.

Kedua rantai berat membentuk apa yang disebut dimer. Rantai yang lebih panjang memiliki struktur alfa-heliks dan terdiri dari 1.300 asam amino. Rantai yang lebih pendek terdiri dari 800 asam amino dan mewakili apa yang disebut domain motorik, yang merupakan bagian kepala molekul, yang bertanggung jawab atas pergerakan dan proses transportasi. Empat rantai ringan terhubung ke kepala dan leher rantai berat. Rantai ringan yang jauh dari kepala disebut sebagai rantai pengatur dan rantai ringan yang dekat dengan kepala sebagai rantai penting. Mereka sangat terikat dengan kalsium dan dengan demikian dapat mengontrol mobilitas bagian leher.

Fungsi & tugas

Fungsi terpenting dari semua miosin adalah untuk mengangkut organel sel dalam sel eukariotik dan melakukan pergeseran di dalam sitoskeleton. Molekul miosin II konvensional, bersama dengan aktin dan protein tropomiosin dan troponin, bertanggung jawab untuk kontraksi otot. Untuk melakukan ini, miosin pertama-tama diintegrasikan ke dalam cakram-Z sakomer menggunakan protein titin. Enam filamen titin memperbaiki filamen miosin.

Dalam sakomer, filamen miosin membentuk sekitar 100 sambungan silang ke samping. Bergantung pada struktur molekul miosin dan kandungan mioglobin, beberapa bentuk serat otot dapat dibedakan. Kontraksi otot terjadi di dalam sakomer karena pergerakan miosin dalam siklus jembatan silang. Pertama-tama, kepala miosin melekat erat pada molekul aktin. Kemudian ATP dipecah menjadi ADP, di mana energi yang dilepaskan mengarah ke ketegangan kepala miosin. Pada saat yang sama, rantai ringan memastikan peningkatan ion kalsium. Hal ini menyebabkan kepala miosin menempel pada molekul aktin tetangga sebagai akibat dari perubahan konformasi.

Dengan melepaskan sambungan lama, tegangan diubah menjadi energi mekanik dengan apa yang disebut tumbukan gaya. Gerakannya mirip dengan kayuhan dayung. Kepala miosin miring dari 90 derajat ke antara 40 dan 50 derajat. Hasilnya adalah gerakan otot. Selama kontraksi otot, hanya panjang sakomer yang diperpendek, sedangkan panjang filamen aktin dan miosin tetap sama. Pasokan ATP di otot hanya cukup selama sekitar tiga detik. Dengan memecah glukosa dan lemak, ADP diubah kembali menjadi ATP sehingga energi kimia masih dapat diubah menjadi energi mekanik.

Penyakit

Perubahan struktur pada miosin yang disebabkan oleh mutasi dapat menyebabkan penyakit otot. Contoh penyakit seperti itu adalah kardiomiopati hipertrofik familial. Kardiomiopati hipertrofik familial adalah penyakit keturunan yang diturunkan sebagai sifat dominan autosomal. Penyakit ini ditandai dengan penebalan ventrikel kiri tanpa dilatasi.

Dengan prevalensi 0,2 persen pada populasi umum, ini adalah penyakit jantung yang relatif umum. Penyakit ini disebabkan oleh mutasi yang menyebabkan perubahan struktural pada betamyosin dan alphatropomyosin. Ini bukan hanya satu tetapi beberapa mutasi titik dari protein yang terlibat dalam struktur sakomer. Sebagian besar mutasi terletak pada kromosom 14. Secara patologis, penyakit ini memanifestasikan dirinya sebagai penebalan otot di ventrikel kiri.

Ketebalan miokardium yang asimetris ini dapat menyebabkan keluhan kardiovaskular dengan aritmia jantung, sesak napas, pusing, kehilangan kesadaran, dan angina pektoris. Meskipun banyak pasien mengalami sedikit atau tidak ada gangguan pada fungsi jantungnya, gagal jantung progresif dapat terjadi.