Miozin pripada motorju beljakovin in je med drugim odgovoren za procese krčenja mišic. Obstaja več vrst miozinov, ki vsi sodelujejo v transportnih procesih celičnih organelov ali pri premikih znotraj citoskeleta. Strukturne nepravilnosti v molekularni strukturi miozina so lahko v nekaterih okoliščinah vzroki za mišične bolezni.
Kaj je miozin?
Miozin je skupaj z dineinom in kinezinom eden od motorjev beljakovin odgovoren za procese gibanja in transporta celic znotraj celice. Za razliko od ostalih dveh motorjev beljakovin, miozin deluje le v povezavi z aktinom. Aktin pa je sestavni del citoskeleta evkariontske celice. Tako je odgovoren za strukturo in stabilnost celice. Poleg tega aktin skupaj z miozinom in dvema drugimi strukturnimi beljakovinami tvori dejansko kontraktilno strukturno enoto mišice. Dve tretjini kontraktilnih beljakovin mišice so miozini, tretjina pa aktin. Vendar pa miozini niso prisotni samo v mišičnih celicah, temveč tudi v vseh drugih evkariontskih celicah. To velja tako za enocelične evkarionte kot tudi za rastlinske in živalske celice. Mikrofilamenti (aktinski filamenti) sodelujejo pri sestavljanju citoskeleta v vseh celicah in skupaj z miozinom nadzorujejo protoplazmatske tokove.
Anatomija in zgradba
Miozine lahko razdelimo na več razredov in podrazredov. Trenutno je znanih več kot 18 različnih razredov, pri čemer so najpomembnejši razredi I, II in V. Miozin, ki ga najdemo v mišična vlakna se imenuje običajni miozin in spada v razred II. Struktura vseh miozinov je podobna. Vsi so sestavljeni iz a Glava del (miozinska glava), a vratu del in repni del. Tu so miozinski filamenti skeletnih mišic sestavljeni iz približno 200 miozina II molekule, vsak z molekulsko maso 500 kDa. The Glava del je genetsko zelo konzervativen. Razvrstitev v strukturne razrede je v glavnem odvisna od genetske variabilnosti repa. The Glava del se veže na molekulo aktina, medtem ko vratu del deluje kot tečaj. Repni deli več miozina molekule združujejo se, da tvorijo filamente (snope). Molekula miozina II je sestavljena iz dveh težkih verig in štirih lahkih verig. Težki verigi tvorita tako imenovani dimer. Daljši od obeh verig ima strukturo alfa-vijačnice in je sestavljen iz 1300 aminokisline. Krajša veriga je sestavljena iz 800 aminokisline in predstavlja tako imenovano motorično domeno. Tvori glavo del molekule, ki je odgovoren za gibanje in transportne procese. Štiri lahke verige so povezane z glavo in vratu del težkih verig. Lahke verige, oddaljene od glave, se imenujejo regulacijske verige, lahke verige v bližini glave pa esencialne verige. Imajo veliko afiniteto za kalcij in tako lahko nadzoruje gibljivost vratnega dela.
Funkcija in vloge
Najpomembnejša funkcija vseh miozinov je prenos celičnih organelov in izvajanje premikov znotraj citoskeleta v evkariontskih celicah. V tem postopku je običajni miozin II molekule, skupaj z aktinom in proteini tropomiozin in troponin, so odgovorni za krčenje mišic. V ta namen se miozin najprej vgradi v Z-diske sacomere s pomočjo beljakovine titin. Šest titinskih filamentov v ta namen fiksira miozinske filamente. V sacomerju miozinska nit tvori približno 100 prečnih povezav na straneh. Odvisno od zgradbe molekul miozina in vsebnosti mioglobin, ločimo več oblik mišičnih vlaken. Znotraj sacomer-a krčenje mišic poteka skozi gibanje miozina v ciklu čez most. Najprej je miozinska glava tesno pritrjena na molekulo aktina. Nato se ATP odcepi do ADP in sproščena energija vodi do napetosti miozinske glave. Hkrati lahke verige zagotavljajo povečanje kalcij ioni. To povzroči, da se miozinska glava zaradi konformacijske spremembe pritrdi na sosednjo molekulo aktina. Ko se stara vez sprosti, se napetost zdaj pretvori v mehansko energijo s tako imenovano silo kap. Gib je podoben veslu kap. Pri tem se glava miozina nagne od 90 stopinj na med 40 in 50 stopinj. Rezultat je gibanje mišic. Med krčenjem mišic se skrajša le dolžina sakomerja, dolžina aktinskih in miozinskih filamentov pa ostane enaka. Zaloga ATP v mišici traja le približno tri sekunde. Z razbitjem glukoze in maščobe je ATP spet narejen iz ADP, tako da se lahko kemična energija še naprej pretvarja v mehansko.
Bolezni
Strukturne spremembe miozina, ki jih povzročajo mutacije, lahko vodi do mišičnih bolezni. Primer takšne bolezni je družinska hipertrofičnost kardiomiopatijo. Družinski hipertrofičen kardiomiopatijo je dedna bolezen, ki se deduje avtosomno prevladujoče. Za bolezen je značilno zgoščevanje levega prekata od srce brez dilatacije. Je razmeroma pogost srce bolezen z 0.2-odstotno razširjenostjo v splošni populaciji. To bolezen povzročajo mutacije, ki vodi do strukturnih sprememb v betamiozinu in alfatropomiozinu. To ne vključuje ene, temveč več točkovnih mutacij proteinov, ki sodelujejo pri gradnji sacomerja. Večina mutacij je na kromosomu 14. Patološko se bolezen kaže z zadebelitvijo mišic v levega prekata. Ta asimetrija v debelini miokarda lahko povzroči kardiovaskularne simptome, vključno z aritmijami, dispnejo, omotica, izguba zavesti in angina pectoris. Čeprav imajo mnogi bolniki okrnjeno srčno funkcijo le malo ali nič, pa progresivno srce v nekaterih okoliščinah se lahko razvije okvara.
