Spier samentrekking

Myosin, ATP en spiercontractie

De skeletspier kan worden vergeleken met een motor, die chemische energie, geleverd door ATP, kan omzetten in mechanische energie en inwerkt op het systeem van skelethefbomen met goede prestaties (niet meer dan 30-50% van deze energie is gedissipeerd als warmte). Het resultaat van deze endergonische reactie is spiercontractie.

Elk myosinemolecuul heeft twee bindingsplaatsen, één voor een ATP-molecuul en één voor actine. De ATPase-activiteit maakt het mogelijk om ATP te hydrolyseren tot ADP + anorganisch fosfaat en om de ontwikkelde energie te gebruiken om de beweging te genereren. Alles gebeurt met een cyclus van moleculaire gebeurtenissen:

De verankering van ATP in de specifieke bindingsplaats op de myosinekop leidt tot de scheiding van de laatste van de G-Actina-molecule
ATP, gebonden aan de myosinekop, wordt gehydrolyseerd tot ADP en anorganisch fosfaat (Pi); beide producten blijven hier verankerd; om deze reactie mogelijk te maken lijkt de aanwezigheid van magnesium noodzakelijk.
De energie die vrijkomt door ATP-hydrolyse induceert een rotatie van de myosinekop die, zichzelf oplaadend met potentiële energie, zwak bindt aan een G-actinemolecule onder een hoek van 90 °.
De afgifte van anorganisch fosfaat veroorzaakt een conformationele verandering in de myosinekop, waardoor de zogenaamde whiplash wordt gegenereerd. Het touw (de actinegloeidraad) wordt aldus naar het midden van de sarcomeer getrokken, dat wil zeggen naar de lijn M.
De myosinekop geeft ook het ADP-molecuul vrij en blijft stevig verankerd aan actine, in een staat van striktheid die slechts enkele momenten duurt, voordat de cyclus opnieuw begint met weer een andere myosine-ATP-binding.