Motorni proteini

Motorni proteini so molekularni motorji, ki so sposobni gibanja vzdolž površine določenih substratov. Energijo za premikanje dobijo s hidrolizo ATP in tako pretvarjajo kemično energijo v mehansko delo.

Motorni proteini aktinskih filamentov

Miozini so ATP-aze, ki se premikajo vzdolž filamentov vedno proti + koncu. Premik miozina je sklopljen s hidrolizo ATP in konformacijsko spremembo miozina. Glede na identifikacijo ločimo 14 različnih tipov.

Zgradba

Težka veriga (ena ali dve, ki se med seboj prepletata) + lahka veriga (različno število).
V vsaki molekuli so 3 regije:

• glava (vezavno mesto za aktin in ATP) – veže se na aktinski filament
• vrat (lahke verige z regulacijsko vlogo pri delovanju glave)
• rep (najbolj raznolik, predstavlja specifično vlogo miozina) – veže se na membrano ali aktinski filament

Nekaj pomembnih miozinov

Miozin I:

• sestavljen iz 1 težke verige in 3 lahkih verig
• transport veziklov ali organelov
• mikrovili
• filopodiji, lamelopodiji
• fagocitoza
• preprečuje poškodbe membrane

Miozin II:

• sestavljen iz 2 težkih verig in 4 lahkih verig
• pomembno vlogo ima pri delitvi celice (citokineza) – v ekvatorialni ravnini nastane kontraktilni obroč (pas iz α-aktinina in miozina II), ki je pritrjen na membrano in se nato uviha navznoter in preščipne
• krčenje mišičnih celic ( repi miozinov II se povežejo antiparalelno v miozinske filamente)
• aktinski filamenti drsijo med miozinskimi

Miozin V:

• sestavljen iz 2 težkih in 8 lahkih verig
• transport pigmentnih zrn
• transport veziklov gladkega ER v živčne končiče
• transport imunoglobulinov

Miozina VI in VII

• v čutnih celicah v notranjem ušesu
• miozina naglušnosti ( motnje v delovanju povzročijo naglušnost)

Mehanizem interakcije med miozinom in aktinom

Cikel:
1. glava miozina je povezana z aktinom (ATP ni vezan)
2. vezava ATP povzroči konformacijo v miozinski glavi, prekine se povezava z aktinskim filamentom in mioziska glava se odmakne
3. hidroliza ATP povzroči zamik glave proti + koncu, po odcepitvi P se miozinska glava pritrdi na naslednjo aktinsko molekulo
4. odcep ADP povzroči premik aktinskega filamenta

Motorni proteini mikrotubulov

1.Kinezini

Gibljejo se vzdolž mikrotubulov vedno proti + koncu ( proti periferiji) – anterogradni transport

Zgradba

Molekula kinezina je sestavljena iz 2 težkih in 2 lahkih verig in jo razdelimo v 3 regije:

• glava ( ATP-azna aktivnost in vezavno mesto za mikrotubul )
• pecelj
• rep ( lahki verigi-regulacijska vloga pri delovanju glave ter vezava na tovor)

Delitev

• N-kinezini ( glava na NH2 koncu )
• M-kinezini ( glava v sredini molekule )
• C-kinezini ( glava na COOH koncu )

Delovanje

Transport s kinezini je najpomembnejši v živčnih celicah ( akson → - konec proti telesu, + konec proti sinapsi) - transport veziklov Ena od glav kinezina je vedno v stiku z mikrotubuli. Glava kinezina z ADP se odmakne, glava z ATP pa je pritrjena na naslednji tubulin → pride do vezave ATP → konformacijska sprememba →glava z ADP preide naprej na naslednjo molekulo. Sledi hidroliza ATP v glavi z ATP in odcepi se ADP z glave z ADP. Sledi odcep fosfata in odmik glave.

2. Dineini

Dineini se gibljejo vzdolž mikrotubulov proti – koncu → retrogradni transport

Zgradba

So večje in kompleksnejše molekule od kinezinov. Sestavljeni so iz:

• 2 težkih verig ( glava z vezavnim mestom za ATP in mikrozubul)
• 3 intermediarnih verig
• 4 lahkih verig (rep)

Delitev

• citosolni ( transport iz periferije proti središču)
• aksonemni ( bički in migetalke )

Delovanje

Molekula dineina se preko komleksa (dinaktin) veže na tovor. Na ta način poteka transport endosomov, lizosomov, mitohondrijev, … Zaradi gibanja dineinov se vzdržuje stalna lokacija Golgijevega aparata v celici.

Viri

• Geoffrey M. Cooper: The Cell (2003)
• www.wikipedia.org