Myozín patrí k motoru proteíny a je okrem iného zodpovedný za procesy spojené s kontrakciou svalov. Existuje niekoľko druhov myozínov, ktoré sa všetky podieľajú na transportných procesoch bunkových organel alebo na vytesňovaní v cytoskelete. Štrukturálne abnormality v molekulárnej štruktúre myozínu môžu byť za určitých okolností príčinou svalových ochorení.
Čo je to myozín?
Myozín je spolu s dyneínom a kinezínom jedným z motorov proteíny zodpovedný za procesy bunkového pohybu a transportu v bunke. Na rozdiel od ďalších dvoch motorov proteíny, myozín funguje iba v spojení s aktínom. Aktín je zase súčasťou cytoskeletu eukaryotickej bunky. Je teda zodpovedný za štruktúru a stabilitu bunky. Ďalej aktín spolu s myozínom a dvoma ďalšími štruktúrnymi proteínmi tvorí skutočnú kontraktilnú štruktúrnu jednotku svalu. Dve tretiny svalových kontraktilných proteínov sú myozíny a jedna tretina je aktín. Myozíny sú však prítomné nielen vo svalových bunkách, ale aj vo všetkých ostatných eukaryotických bunkách. To platí pre jednobunkové eukaryoty, ako aj pre rastlinné a živočíšne bunky. Mikrovlákna (aktínové vlákna) sa podieľajú na zhromažďovaní cytoskeletu vo všetkých bunkách a spolu s myozínom riadia protoplazmatické prúdy.
Anatómia a štruktúra
Myozíny možno rozdeliť do niekoľkých tried a podtried. V súčasnosti je známych viac ako 18 rôznych tried, pričom najvýznamnejšie sú triedy I, II a V. Myozín nájdený v svalové vlákno sa nazýva konvenčný myozín a patrí do triedy II. Štruktúra všetkých myozínov je podobná. Všetky pozostávajú z a hlava časť (myozínová hlava), a krk časť a chvostová časť. Myozínové vlákna kostrového svalstva tu pozostávajú z približne 200 myozínu II molekulykaždý s molekulovou hmotnosťou 500 kDa. The hlava časť je geneticky veľmi konzervatívna. Zaradenie do štruktúrnych tried je určené hlavne genetickou variabilitou chvostovej časti. The hlava časť sa viaže na molekulu aktínu, zatiaľ čo krk časť funguje ako záves. Chvostové časti niekoľkých myozínov molekuly zhlukujú sa a vytvárajú vlákna (zväzky). Molekula myozínu II pozostáva z dvoch ťažkých reťazcov a štyroch ľahkých reťazcov. Dva ťažké reťazce tvoria takzvaný dimér. Dlhší z dvoch reťazcov má štruktúru alfa-skrutkovice a je zložený z 1300 aminokyseliny. Kratšia reťaz pozostáva z 800 kusov aminokyseliny a predstavuje takzvanú motorickú doménu. Tvorí hlavnú časť molekuly, ktorá je zodpovedná za pohyby a transportné procesy. Štyri ľahké reťazce sú spojené s hlavou a krk časť ťažkých reťazcov. Ľahké reťazce ďalej od hlavy sa nazývajú regulačné reťazce a ľahké reťazce v blízkosti hlavy sa nazývajú esenciálne reťazce. Majú vysokú afinitu k vápnik a tak môže ovládať pohyblivosť krčnej časti.
Funkcia a roly
Najdôležitejšou funkciou všetkých myozínov je transport bunkových organel a uskutočnenie vytesnenia v cytoskelete v eukaryotických bunkách. V tomto procese sa konvenčný myozín II molekuly, spolu s aktínom a proteínmi tropomyozín a troponín, sú zodpovedné za kontrakciu svalov. Za týmto účelom je myozín najskôr integrovaný do Z-diskov sacomery pomocou proteínového titínu. Šesť titínových vlákien fixuje na tento účel myozínové vlákno. V sacomeri vytvára myozínové vlákno asi 100 krížových spojení do strán. V závislosti od štruktúry molekúl myozínu a obsahu myoglobínmožno rozlíšiť niekoľko foriem svalových vlákien. V sacomeri dochádza k svalovej kontrakcii prostredníctvom pohybu myozínu v cykle cross-bridge. Najskôr je myozínová hlava pevne spojená s molekulou aktínu. Potom sa ATP štiepi na ADP a uvoľnená energia vedie k napätiu hlavy myozínu. Ľahké reťazce zároveň poskytujú nárast vápnik ióny. To spôsobí, že sa myozínová hlava pripojí k susednej molekule aktínu v dôsledku konformačnej zmeny. Po uvoľnení starého zväzku sa napätie teraz premieňa na mechanickú energiu, čo sa nazýva sila mŕtvica. Pohyb je podobný veslu mŕtvica. Pri tom sa hlava myozínu nakláňa z 90 stupňov na 40 až 50 stupňov. Výsledkom je svalový pohyb. Počas svalovej kontrakcie sa skracuje iba dĺžka sacomera, zatiaľ čo dĺžky aktínových a myozínových vlákien zostávajú rovnaké. Zásoba ATP vo svale trvá iba asi tri sekundy. Rozbitím glukóza a tuk, ATP sa vyrába opäť z ADP, takže chemická energia sa môže naďalej premieňať na mechanickú energiu.
Choroby
Štrukturálne zmeny myozínu spôsobené mutáciami môžu viesť na svalové ochorenia. Jedným príkladom takejto choroby je familiárna hypertrofia kardiomyopatia. Familiárne hypertrofické kardiomyopatia je dedičné ochorenie, ktoré sa dedí autozomálne dominantným spôsobom. Ochorenie je charakterizované zhrubnutím ľavá komora z srdce bez dilatácie. Je to pomerne bežné srdce choroba s 0.2% prevalenciou v bežnej populácii. Toto ochorenie je spôsobené mutáciami, ktoré viesť k štrukturálnym zmenám betamyozínu a alfatropomyozínu. To nezahŕňa jednu, ale viacnásobné bodové mutácie proteínov, ktoré sa podieľajú na konštrukcii sacomera. Väčšina mutácií sa nachádza na chromozóme 14. Ochorenie sa patologicky prejavuje zhrubnutím svalov v ľavá komora. Táto asymetria v hrúbke myokardu môže mať za následok kardiovaskulárne príznaky vrátane arytmií, dýchavičnosti, závrat, strata vedomia a angína pectoris. Aj keď mnoho pacientov má malé alebo žiadne zhoršenie funkcie srdca, je progresívne srdce za určitých okolností sa môže vyvinúť zlyhanie.
