Determining the Domain Linkages in the Myosin Motor

确定肌球蛋白运动中的域联系

• 批准号: 5403601
• 负责人: Professor Dr. Kenneth C. Holmes (†)
• 金额: --
• 依托单位: Max-Planck-Institut für medizinische Forschung
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2002-12-31 至 2004-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5403601?language=en
• 关键词: Determining; Domain; Linkages; Myosin; Motor

Muscle contraction comes about through a cyclical interaction between the myosin cross-bridge and the action filament. The cycle is driven by ATP hydrolysis. The myosin cross bridge has two important functions: to bind and release from the actin filament and to execute the "power stroke" which pushes the actin filament past the anchored cross bridge. The power stroke is accomplished by the rotation of a long lever arm from a "pre-power stroke" to a "post-power stroke" configuration. Both the pre-power stroke and post-power stroke forms of the myosin cross bridge have been extensively characterised by protein crystallography. The binding to actin can be "weak" or "strong", which is controlled by ATP binding. Recent high resolution cryo-em studies in our labatory have led to a model of the weak-strong transition and an understanding of the mechanism by which ATP binding and actin binding are linked. This arose through the closing of the "deep cleft" in the cross bridge. However, until now only the cleft-open form has been found. We now wish to identify point mutants leading to cleft-closed cross bridges and to characterise these by X-ray crystallography and electron microscopy. Zusammenfassung: Muskeln kontrahieren auf Grund der zyklischen Wechselwirkung zwischen der Myosin-Querbrücke und dem Aktinfilament. Der Zyklus wird durch ATP-Hydrolyse verursacht. Die Myosin-Querbrücke hat zwei wichtige Funktionen: Anbindung an das und Lösung vom Aktinfilament sowie Ausführung des "Power Stroke", der das Aktinfilament an der verankerten Querbrücke vorbeischiebt. Die Rotation eines langen Hebelarms von der "Vor-Power-Stroke" zur "Nach-Power-Stroke" Stellung bewirkt diesen Power-Stroke. Beide Stellungen der Myosin-Querbrücke sind mit Hilfe der ProteinKristallographie ausführlich charakterisiert worden. Je nach ATP-Bindung kann die Bindung an Aktin "schwach" oder "stark" sein. Auf Grund unserer jüngsten hochauflösenden Cryo-EM-Untersuchungen haben wir eine Modell entwickelt zur Erklärung des Übergangs von "schwach" zu "stark" sowie für den Mechanismus, der die ATP-Bindung mit der Aktin-Bindung koppelt, indem sich nämlich die "Kluft" in der Querbrücke schließt. Allerdings haben wir bisher nur die Form mit der "offenen Kluft" gefunden. Wir haben jetzt vor, Punktmutanten zu finden, die zu Querbrücken mit "geschlossener Kluft" führen und diese dann mit Hilfe von Röntgenkristallographie und Elektronenmikroskopie zu charakterisieren.

肌肉收缩是通过肌球蛋白跨桥和动作丝之间的周期性相互作用来实现的。该循环由ATP水解驱动。肌球蛋白横桥有两个重要的功能：结合和释放肌动蛋白丝，并执行“动力冲程”，推动肌动蛋白丝通过锚定的横桥。动力冲程通过长杠杆臂从“前动力冲程”到“后动力冲程”配置的旋转来实现。前动力冲程和后动力冲程形式的肌球蛋白横桥已被广泛的蛋白质晶体学的特点。与肌动蛋白的结合可以是“弱”或“强”的，这是由ATP结合控制的。最近在我们实验室的高分辨率冷冻电镜研究导致了弱-强转变的模型和ATP结合和肌动蛋白结合的机制的理解。这是通过关闭十字桥上的“深裂缝”而产生的。然而，到目前为止，只发现了裂-开型，我们现在希望鉴定导致裂-闭型横桥的点突变体，并通过X射线晶体学和电子显微镜观察这些突变体。 第二：肌球蛋白和肌动蛋白丝的相互作用。用ATP-水解法制备Zyklus。Myosin-Querbrücke具有两种重要的功能：Aktinfilament的结合和吸收是“动力冲程”的辅助，Aktinfilament和Verankerten Querbrücke vorbeischiebt。Die Rotation eines langen Hebelarms von der“Vor-Power-Stroke”zur“Nach-Power-Stroke”Stellung beautiful diesen Power-Stroke. Myosin-Querbrücke的星形胶质细胞可以通过蛋白质晶体结构的特征沃登来帮助。当我获得ATP-绑定时，我的绑定可以是“schwach”或“stark”。在Cryo-EM-Untersuchungen的基础上，我们设计了一个模型，用于研究与Aktin-Bindung koppelt结合的ATP-Bindung的机理，使其在Querbrücke schließt中不会出现“Kluft”。所有的人都认为我们只是用“冒犯的方式”来表达。我们已经离开了，Punktmutanten zu finden，die zu Querbrücken mit“geschlossener Kluft”führen and diese dann mit Hilfe von Röntgenkristallographie und Elektronenmikroskopie zu charakterisieren。