Qu’est-ce que la myosine ?
Introduction à la superfamille des protéines myosines
Les protéines motrices les plus couramment décrites appartiennent à la superfamille des myosines.
Différentes fonctions des protéines motrices de la famille des myosines. A. La myosine I peut se lier aux lipides membranaires. B. Les faisceaux de myosine II glissent le long du réseau du cytosquelette d’actine pour entraîner la contractilité de l’actomyosine. C. La myosine V transporte des marchandises en » marchant » le long des filaments d’actine.
La myosine I possède un ou plusieurs domaines de queue uniques par rapport aux autres membres de la myosine, ce qui permet à la myosine I de se lier aux lipides membranaires ou à plus d’un filament d’actine à la fois (voir le panneau » A » de la figure ci-dessous). La myosine I est principalement impliquée dans l’organisation intracellulaire, mais elle forme également un composant critique des petites projections de surface cellulaire dans les cellules intestinales.
La myosine II peut former des assemblages d’ordre supérieur via les domaines coiled-coil étendus dans les chaînes lourdes. Par exemple, les longs domaines coiled-coil de la myosine II interagissent avec les domaines coiled-coiled des molécules de myosine II adjacentes, suivis d’interactions supplémentaires queue-queue avec d’autres assemblages de myosine II. Le faisceau de myosine II résultant (alias « filament épais ») comporte plusieurs centaines de têtes de myosine orientées dans des directions opposées aux deux extrémités du filament. L’hydrolyse concertée de l’ATP et le mouvement des têtes de myosine le long des filaments d’actine adjacents génèrent un mouvement de glissement qui entraîne le raccourcissement ou la contraction des filaments d’actine reliés entre eux (voir les flèches du panneau « B » de la figure ci-dessous). L’action du système actine-myosine génère des forces contre le réseau de cytosquelette interconnecté afin d’influencer des processus tels que la signalisation cellulaire, l’adhésion, le mouvement, la polarité et le destin cellulaire (voir « faisceau contractile » dans le glossaire principal) (examiné dans ). La myosine II est également un composant essentiel des fibres de contrainte et de l’anneau contractile qui sépare deux cellules pendant la division cellulaire. Pour les études qui portent sur la contraction et la motilité des cellules, la force contractile générée par la myosine II peut être inhibée à l’aide de petites molécules telles que la blebbistatine et la 2,3-butanedione monoxime (BDM) .
Myosine V et Myosine VI Dans les cellules non musclées, les filaments d’actine forment un système de pistes internes pour le transport de cargaison qui est alimenté par des protéines motrices telles que la myosine V et la myosine VI ( voir le panneau ‘C’ de la figure ci-dessous) ; ces myosines utilisent l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP pour transporter la cargaison (comme les vésicules et les organelles attachées) à des vitesses beaucoup plus rapides que la diffusion. La myosine V contient plus de chaînes légères et un » bras de levier » plus long par rapport à la myosine II, ce qui permet à la myosine V de se déplacer en étapes plus importantes le long des filaments d’actine (revue dans ).
La myosine V peut également se colocaliser avec les faisceaux de F-actine. La distribution de la myosine V dans les cônes de croissance est cohérente avec le rôle de cette myosine dans la production de tension par les cônes de croissance. La myosine V peut influencer le taux d’extension des filopodes en poussant la membrane plasmique et en créant un espace pour l’assemblage de la sous-unité G-actine sur les extrémités barbelées des filaments d’actine .
La myosine VII et la myosine X sont importantes pour l’assemblage et la dynamique des filopodes . La myosine VII est censée influencer l’assemblage/désassemblage des protéines d’adhésion à l’extrémité du filopode ainsi que jouer un rôle dans les événements d’extension du filopode. L’activité de la myosine X influence également le nombre de filopodes et leur longueur totale, la protéine de type calmoduline (CLP) modulant cette activité en stabilisant la myosine X . La myosine X influence le transport des matériaux le long des axes filopodiaux en utilisant un mécanisme de « marche » dépendant de l’ATP. La myosine X se lie aux récepteurs de la surface cellulaire, au cytosquelette, aux protéines Ena/VASP et aux phospholipides membranaires. La myosine X a également une distribution frappante aux extrémités des filopodes et la perturbation de sa fonction perturbe la formation des filopodes .
Plusieurs isoformes de myosine ont été trouvées chez les eucaryotes, chacune différant par le type de chaînes lourdes et légères dont elle est composée. Toutes les myosines sont composées d’un domaine » queue » diversifié à leur extrémité carboxy et d’un domaine » tête » globulaire conservé au cours de l’évolution à leur extrémité amino.
Toutes les myosines partagent un domaine moteur sur leurs chaînes lourdes à l’extrémité amino-terminale (le domaine ‘tête’), mais elles diffèrent considérablement à leur extrémité carboxy (le domaine ‘queue’). Quelques types de myosines possèdent également une extension amino-terminale. Le nombre de chaînes légères varie considérablement entre les types de myosine et certaines myosines existent sous forme de dimères. Les myosines qui forment des dimères ont deux domaines moteurs, et le nombre de chaînes légères peut influencer la longueur du » bras de levier » entre les têtes de myosine – cela régule la longueur du » powerstroke » de la myosine et la distance que la myosine peut parcourir le long du filament d’actine en un seul tour d’hydrolyse de l’ATP (voir aussi » powerstroke de la myosine « ).
Les diverses ‘queues’ des différentes isoformes de myosine se lient à des substrats ou à des cargaisons spécifiques, tandis que leurs ‘têtes’ conservées contiennent des sites de liaison à l’ATP , de liaison à la F-actine et de génération de force (c’est-à-dire des domaines moteurs) (revus dans ).
Toutes les myosines se lient aux filaments d’actine via un domaine de ‘tête’ globulaire situé à l’extrémité des chaînes lourdes. La liaison de l’actine à cette région augmente l’activité ATPase des myosines (revue dans . Certaines myosines ont une seule chaîne lourde et n’entrent en contact avec les filaments d’actine qu’à un seul endroit, tandis que d’autres isoformes de myosine ont deux chaînes lourdes et entrent en contact avec les filaments d’actine à deux endroits. La myosine II est le seul membre de la famille qui peut former des assemblages polymériques.) (Voir « filaments épais » ci-dessous).
Le nombre de chaînes légères influence la longueur du « bras de levier » ou de la « région du cou » et donc la « taille du pas » des différents types de myosine . La myosine V contient plus de chaînes légères par rapport à la myosine II et donc la myosine V se déplace en pas plus grands le long des filaments d’actine après un tour équivalent d’hydrolyse d’ATP (revue dans ).
Les moteurs de myosine se déplacent le long des filaments d’actine dans des directions définies. À l’exception de la myosine VI, qui se déplace vers l’extrémité pointue, toutes les myosines se déplacent vers l’extrémité barbelée. La plupart des filaments d’actine ont l’extrémité barbelée dirigée vers la membrane plasmique et l’extrémité pointue vers l’intérieur. Cette disposition permet à certaines myosines (par exemple la myosine V) de fonctionner principalement pour l’exportation de la cargaison, tandis que la myosine VI agit comme la principale protéine motrice pour l’importation. La myosine II est généralement associée aux fibres de rétraction et au flux d’actine rétrograde à l’extrémité pointue des filaments d’actine. Toutes les cellules non musculaires utilisent des faisceaux contractiles contenant de la myosine II pour générer des forces qui favorisent l’assemblage des filaments d’actine.
Bien que la plupart des myosines fonctionnent comme des protéines motrices dans le cytoplasme, certaines espèces de myosine sont localisées et fonctionnent dans le noyau. La myosine nucléaire I (NMI), la myosine II, la myosine V, la myosine VI, la myosine XVIB et la myosine XVIIIB ont toutes été trouvées dans le noyau , la NMI étant la plus étudiée.
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