Myosinbindung

Myosinbindung bezeichnet die Wechselwirkung des Motorproteins Myosin mit Aktinfilamenten. Diese Bindung ist zentral für die Muskelkontraktion und kommt auch bei vielen zellulären Prozessen vor, wie der Organisation des Zytoskeletts, dem Transportrhythmus von Vesikeln oder der Zellbewegung. Myosin bindet an Aktin über seinen Kopfbereich, dessen Bindungsstelle ATP-abhängig ist. Die eigentliche Stärke der Bindung und die Konformation des Myosinkopfes werden durch das Vorliegen von Adenosintriphosphat (ATP) bzw. Adenosin-Diphosphat (ADP) und anorganischem Phosphat (Pi) beeinflusst.

In Muskelgeweben wird die Bindung von Myosin an Aktin durch Calciumionen reguliert. Calcium bindet an das Troponin-Komplex (insbesondere Troponin C), wodurch Tropomyosin von den Aktinbindungsstellen verschoben wird und diese freigegeben werden. Dadurch kann der Myosinkopf an Aktin anhaften und den Kraftschub auslösen, der als Kreuzbrückenzyklus bekannt ist. Kurz gesagt: Nach ATP-Bindung löst sich Myosin von Aktin; ATP-Hydrolyse setzt vorbereitetes, hochenergetisches Myosin bereit; bei erneutem Kontakt mit Aktin führt der Pi-Abwurf zum Power-Stroke, der Aktin relativ zum Myosin verschiebt; nach ADP-Abgabe bleibt Myosin fest gebunden, bis ein neues ATP bindet und der Zyklus erneut beginnt.

Neben der Muskelkontration spielen Myosinbindungen auch in Nicht-Muskelzellen eine Rolle, etwa beim vesikulären Transport und der Zellteilung. Regulation und Feinabstimmung erfolgen durch verschiedene regulatorische Proteine (z. B. Myosin-Bindungsproteine wie MyBP-C) und durch die unterschiedliche Expression von Myosin-Isoformen, die Kontraktionsgeschwindigkeit und Kraft beeinflussen. Störungen der Myosinbindung können zu muskuloskelettalen Erkrankungen beitragen.