O que é Myosin?
Uma Introdução à Superfamília de Proteínas Myosin
As proteínas motoras mais comummente descritas pertencem à superfamília Myosin.
Diferentes funções das proteínas motoras da família Myosin. A. Myosin Posso ligar-me aos lípidos de membrana. B. Feixes de Myosin II deslizam ao longo da rede de citosqueleto de actina para impulsionar a contractilidade da actomiosina. C. Myosin V transporta carga por ‘andar’ l ao longo de filamentos de actina.
Myosin I tem domínio(s) de cauda único(s) em relação a outros membros da miosina, o que permite que a miosina I se ligue aos lípidos de membrana ou a mais de um filamento de actina de cada vez (ver painel ‘A’ na figura abaixo). O myosin I está principalmente envolvido na organização intracelular, mas também forma um componente crítico das projecções de superfície de pequenas células nas células intestinais.
Miosina II pode formar conjuntos de ordem superior através dos domínios alargados de bobinas nas cadeias pesadas. Por exemplo, os domínios enrolados longos de myosin II interagem com os domínios enrolados de moléculas adjacentes de myosin II, seguidos de interacções adicionais de cauda com outras montagens de myosin II. O feixe resultante de myosin II (também conhecido por ‘”filamento grosso”) tem várias centenas de cabeças de miosina orientadas em direcções opostas nas duas extremidades do filamento. A hidrólise ATP concertada e o movimento das cabeças de miosina ao longo dos filamentos de actina adjacentes gera um movimento de deslizamento que resulta no encurtamento ou contracção dos filamentos de actina interligados (ver setas no painel ‘B’ na figura abaixo). A acção do sistema de actina miosina gera forças contra a rede de citoesqueleto interligado para influenciar processos tais como a sinalização celular, adesão, movimento, polaridade, e destino celular (ver “pacote contractil” no glossário principal) (revisto em ). Myosin II é também um componente crítico das fibras de tensão e do anel contractil que separa duas células durante a divisão celular. Para estudos que investigam a contracção celular e a motilidade, a força contrátil gerada pela miosina II pode ser inibida utilizando pequenas moléculas como a blebbistatina e a monoxima de 2,3-butanodiona (BDM) .
Miosina V e Myosin VI Em células não-músculas, os filamentos de actina formam um sistema interno de trilhos para o transporte de carga que é alimentado por proteínas motoras como a miosina V e a miosina VI ( ver painel ‘C’ na Figura abaixo); estas miosinas utilizam a energia da hidrólise ATP para transportar a carga (como as vesículas e organelas anexas) a taxas muito mais rápidas do que a difusão. A miosina V contém mais correntes leves e um ‘braço de alavanca’ mais longo em relação à miosina II, o que permite a miosina V mover-se em passos maiores ao longo dos filamentos de actina (revisto em ).
Miosina V pode também colocar-se com feixes de actina F. A distribuição de miosina V em cones de crescimento é consistente com o papel desta miosina na produção de tensão por cones de crescimento. Myosin V pode influenciar a taxa de extensão filopodial empurrando a membrana plasmática e criando espaço para a montagem da subunidade G-actin nas extremidades barbadas dos filamentos de actina .
Myosin VII e Myosin X são importantes para a montagem e dinâmica filopodial. Acredita-se que Myosin VII influencie a montagem/desmontagem das proteínas de adesão na ponta filopodial, bem como desempenhe um papel nos eventos de extensão filopodial. A actividade da miosina X também influencia o número de filopódios e o comprimento total com a proteína calmodulínica (CLP) modulando esta actividade ao estabilizar a miosina X . A miosina X influencia o transporte de materiais ao longo das hastes filopodiais utilizando um mecanismo de “marcha” dependente de ATP. A miosina X liga receptores de superfície celular, citoesqueleto, proteínas de Ena/VASP, e fosfolípidos de membrana . A miosina X também tem uma distribuição impressionante nas pontas dos filopódios e perturbar a sua função perturba a formação de filopódio .
Isoformas de miosina severa têm sido encontradas em eucariotas, cada uma diferindo no tipo de cadeias pesadas e leves de que são compostas. Todas as miosinas são compostas por um domínio ‘cauda’ diverso no seu terminal carboxi e um domínio ‘cabeça’ globular conservado evolutivamente no seu terminal amino.
As diversas ‘caudas’ de diferentes isoformas de miosina ligam substratos ou cargas específicas, enquanto as suas ‘cabeças’ conservadas contêm locais para ligação ATP , ligação F-actin e geração de força (isto é, domínios motores) (revisto em ).
Todas as isoformas de miosina ligam-se a filamentos de actina através de um domínio globular ‘cabeça’ localizado no fim das cadeias pesadas. A ligação de actina a esta região aumenta a actividade ATPase de miosinas (revista em . Alguns miosins têm uma única cadeia pesada e filamentos de actina de contacto em apenas um local, enquanto outras isoformas de miosina têm duas cadeias pesadas e filamentos de actina de contacto em dois locais. Myosin II é o único membro da família que pode formar assembleias poliméricas ) (Ver “filamentos grossos” abaixo).
O número de correntes leves influencia o comprimento do “braço de alavanca” ou “região do pescoço” e, portanto, o “tamanho do degrau” de diferentes tipos de miosina . Myosin V contém mais correntes leves em relação a myosin II e por isso a myosin V move-se em passos maiores ao longo de filamentos de actina após uma rodada equivalente de hidrólise ATP (revista em ).
Os motores de miosina movem-se ao longo de filamentos de actina em direcções definidas. Com excepção da miosina VI, que se move em direcção à extremidade pontiaguda, todos os miosins se movem em direcção à extremidade farpada. A maioria dos filamentos de actina tem a extremidade farpada dirigida para a membrana de plasma e a extremidade pontiaguda para o interior. Esta disposição permite que certas miosinas (por exemplo, a miosina V) funcionem principalmente para a exportação de carga, enquanto a miosina VI actua como a principal proteína motora para importação. A miosina II é normalmente associada com fibras de retracção e fluxo retrógrado de actina na extremidade pontiaguda dos filamentos de actina. Todas as células não-músculas utilizam feixes contracteis contendo miosina II para gerar forças que promovem a montagem de filamentos de actina.
Embora a maioria das miosinas funcione como proteínas motoras no citoplasma, algumas espécies de miosina estão localizadas e funcionam no núcleo. Myosina nuclear I (NMI), myosin II, myosin V, myosin VI, myosin XVIB e myosin XVIIIB foram todas encontradas no núcleo, sendo a NMI a mais estudada.