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肌球蛋白 (myosin) 肌原纤维粗丝的组成单位。存在于平滑肌中。在肌肉运动中起重要作用。其分子形状如豆芽状,由两条重链和多条轻链构成。两条重链的大部分相互螺旋形地缠绕为杆状,构成豆芽状的杆;重链的剩余部分与轻链一起,构成豆芽的瓣。被激活后,具有活性的、能分解ATP的ATP酶。其分子量约为51万。在粗丝中,都是分子的头朝向粗丝的两端,呈纵向线性缔合排列。、

简介

肌球蛋白(myosin)肌原纤维粗丝的组成单位。存在于平滑肌中。在肌肉运动中起重要作用。其分子形状如豆芽状,由两条重链和多条轻链构成。两条重链的大部分相互螺旋形地缠绕为杆状,构成豆芽状的杆;重链的剩余部分与轻链一起,构成豆芽的瓣。被激活后,具有活性的、能分解ATP的ATP酶。其分子量约为51万。在粗丝中,都是分子的头朝向粗丝的两端,呈纵向线性缔合排列。
肌肉的主要组成蛋白质,占肌原纤维总蛋白质的60%。分子量约48万,是150毫微米长的棒状分子,一端有两个头部。由两条分子量约20万的H链和四条分子量约1万7千到2万5千的L链组成。用蛋白分解酶处理可分割为头部(H-酶解肌球蛋白)和尾部(L-酶解肌球蛋白)。在0.6M KCl溶液中分散成单体,但在0.2M以下的KCl溶液中可形成缔合体,自动聚集成1―2微米长的和A丝相似的结构。在肌原纤维内形成长1.5微米宽10―15毫微米的A丝。头部向外侧突出架成桥。头部的方向表现为钳在丝的中央部而向相反的方向伸展,结果可以在丝的中央部300毫微米处看到没有头部的裸露部分。头部在A丝上每弯14.3毫微米就移出120°和I丝对应,周期为42.9毫微米。肌球蛋白具有ATP酶活性,在低离子强度下,和肌动蛋白反应,而引起超沉淀,且肌动蛋白能促进ATP酶活性。ATP酶活性和肌动蛋白的反应,表现于头部的活性基团,可以认为这一部分一面分解ATP,一面进行振头活动,把I丝拉向A丝的中央部。肌球蛋白的L链对ATP酶活性具有重要的作用(参见肌球蛋白L链)。肌球蛋白和肌动蛋白一起被认为与全部细胞运动有关,也可从脑、粘菌、海胆卵等分离出来。肌球蛋白是由森特・吉奥尔吉(A・Szent-Gyrgyi,1942)分离出来的,但是相当于现在所说的肌动球蛋白物质是库恩(W.Khne,1859)最初从蛙抽提出来的,并被命名为肌球蛋白。肌球蛋白的ATP酶活性是由苏联的V.A.Engelhardt夫妇(1939)发现的。
还有非肌肉型肌球蛋白。

结构

肌球蛋白是长形不对称分子,形状如“Y”字,长约160nm。电子显微镜下观察到它含有两条完全相同的长肽链和两对短肽链,组成两个球状头部和一个长杆状尾部。肌球蛋白分子量约460kD,长肽链的分子量约240kD,称重链;短链称轻链。将肌肉肌球蛋白用5,5′-二硫双(α-硝基苯甲酸,DTNB)处理后放出的一对轻链,称为DTNB链,分子量约18kD;另两条轻链只有在碱性(pH 11.4)条件下才能分离出来,称碱性轻链,分子量分别为25kD和16kD。非肌细胞如粘菌的肌球蛋白的形状和结构与肌细胞的肌球蛋白非常相似,但它不存在DTNB链,两对不同的轻链称必需轻链(essential light chain)和调节轻链(regulatory light chain),分子量分别为16kD和18kD[2]。阎隆飞等于1963年首次从烟草微管束中分离出肌动球蛋白,证明其具有ATP酶活性,这是高等植物中存在肌动蛋白和肌球蛋白的第一个证据[3]。马永泽和阎隆飞(1989)证明,豌豆叶片的卷须中存在肌球蛋白,SDS-PAGE测得两条重链的分子量为165kD,两对轻链的分子量分别为17kD和15kD[4]。

性能介绍

性质

肌球蛋白属球蛋白类,不溶于水而溶于0.6mol/ml的KCl或NaCl溶液。它具有酶活性,通过与肌动蛋白相互作用,水解ATP的末端磷酸基团,同时也能水解GTP、CTP等,将化学能转化为机械能,从而产生各种形式的运动。物理化学研究表明,肌球蛋白溶液加入ATP后,其粘度和流动双折射显著下降。后来证实这是由于肌动蛋白与肌球蛋白复合物的分解,形成两种轴比较小的蛋白质分子而引起。

功能

肌球蛋白作为细胞骨架分子马达,是一种多功能蛋白质,其主要功能是为肌肉收缩提供力。纤丝滑动学说(sliding filament theory)认为肌肉收缩是由于肌动蛋白细丝与肌球蛋白丝相互滑动的结果。在肌肉收缩过程中,粗丝和细丝本身的长度都不发生改变,当纤丝滑动时,肌球蛋白的头部与肌动蛋白的分子发生接触(attachment)、转动(tilting),最后脱离(detachment)的连续过程,其结果使细丝进行相对的滑动。
肌球蛋白也广泛存在于非肌细胞中,它是细胞骨架的组成成分,为细胞质流动、细胞器运动、物质运输、有丝分裂胞质分裂和细胞的顶端生长等提供所需的力,参与细胞的吞噬、运动、受精和吸收等生理过程,充当非肌细胞生命活动的不同层次的调节者,从简单的细胞间的信号传递到指导向化性迁移和细胞形状的改变等较高级的调节。研究表明,肌球蛋白为盘基网柄菌在振荡培养下正常生长和分裂、表面蛋白受体成帽(surface receptor capping)、多细胞发育成子实体(fruiting body)、细胞与器壁的脱粘附(adherence)等生命活动所必需[6]。阎隆飞等在80年代的研究结果表明,肌球蛋白在高等植物如黄瓜等花粉管伸长和豌豆叶片卷须运动中可能执行重要功能。Kinkema等(1994)证明植物肌球蛋白在植物生长发育的不同时期及不同部位有不同的生理功能[9]。
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- 来自原声例句
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