Motorické proteíny

Motorické proteíny patria do skupiny cytoskeletálnych proteínov. Cytoskelet slúži na stabilizáciu bunky a jej pohybu, ako aj transportných mechanizmov v bunke.

Čo sú to motorické proteíny?

Skupina cytoskeletálnych proteínov pozostáva z motorických proteínov, regulačných proteínov, premosťovacích proteínov, hraničných proteínov a rámcových proteínov. Motorické proteíny pozostávajú z domény hlavy a chvosta. Doména hlavy je zároveň doménou motora.

Toto slúži na naviazanie na cytoskelet, aby sa vytvorila proteínová štruktúra. Motorická doména obsahuje väzobné miesto pre adenozíntrifosfát (ATP) a oblasť proteínu, ktorá vykonáva určitý pohyb, keď sa mení konformácia. Motorická doména je vysoko konzervovaná v každej z podskupín cytoskeletálnych proteínov, t.j. všetky proteíny z rovnakej podskupiny majú rovnakú štruktúrovanú a fungujúcu motorickú doménu. Doména chvosta sa naopak viaže na príslušný cieľový proteín. Môže tiež slúžiť na to, aby niekoľko motorických proteínov spolu tvorilo komplex proteínov.

Funkcia, účinok a úlohy

Skupina motorických proteínov sa skladá z kinezínov, prestínov, dyneínov a myozínov. Kinezín obvykle tvorí diméry, t.j. vo dvojiciach vytvára proteínové komplexy. Tieto sa viažu na mikrotubuly bunky a pohybujú sa pozdĺž týchto mikrotubulov od mínus smerom k plusu, t.j. od jadra bunky k bunkovej membráne.

Tento pohyb pozdĺž mikrotubúl transportuje organely alebo vezikuly v bunke z jedného miesta na druhé. Kinesin hrá úlohu pri uvoľňovaní neurotransmiterov, pri ktorom sa vezikuly s neurotransmitermi transportujú pozdĺž mikrotubulov k presynaptickej membráne. Kinesin sa tiež podieľa na delení buniek. Podobne ako kinezín, dyneín tiež vytvára diméry a viaže sa na mikrotubuly. Tieto sa však pohybujú od plusu k mínusovému koncu, t.j. z bunkovej membrány do bunkového jadra. Toto sa tiež nazýva retrográdna preprava. Špecifické dyneíny sa vyskytujú v pomôckach na lokomóciu bunky, ako je napríklad cília alebo bičíky, ktoré sú tiež známe ako bičíky.

Tieto sa nachádzajú napríklad v spermatozoa. Myozín môže tiež dimerovať a viazať sa na aktínové vlákna. Pohybujú sa od mínus po kladný koniec vlákien a, ako už bolo opísané kinezín, slúžia na transport vezikúl. Podtyp Mysoin VI sa však nepohybuje týmto smerom. Okrem toho sa Mysoin spolu s aktínom vyskytuje vo svalovom tkanive vo väčšej miere, aby tam mohol vykonávať svalovú kontrakciu. Toto sa dosahuje tlačením aktínových vlákien do seba. Mysoin tiež hrá dôležitú úlohu pri endo- a exocytóze, ako aj pri pohybe buniek.

Tento typ lokomócie sa môže vyskytnúť v bunkách, ktoré nemajú bičíky alebo riasinky. Mysoin má tiež zvláštnosť, že sa vyskytuje iba v eukaryotoch v porovnaní s dyneínom a kinezínom, ktoré sa vyskytujú aj v prokaryotoch. Prestin sa vyskytuje vo vlasových bunkách vnútorného ucha. V porovnaní s doteraz opísanými motorickými proteínmi je prestín regulovaný elektrickým napätím, ktoré vedie k jeho mechanickému pohybu v bunke.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Motorické proteíny sú alosterické proteíny. Tieto proteíny menia svoju konformáciu, t. J. Tvar, potom čo sa viažu na ligand. Môže to byť napríklad receptor, ako je inzulínový receptor, ktorý mení svoju konfiguráciu po naviazaní na svoj ligand, inzulín. To má potom za následok, že receptor spustí signálnu kaskádu. Motorické proteíny pre svoju aktivitu vyžadujú adenso trifosfát (ATP).

Používajú sa na vyvolanie pohybu v bunke, ale aj na transport v bunke, ako je napríklad endo- alebo exocytóza. Toto je absorpcia alebo uvoľňovanie určitých látok alebo proteínov bunkou. Jedným príkladom je dodávka neurotransmiterov presynaptickým ukončením neurónu pomocou fúzie vezikúl, ktoré obsahujú neurotransmiter a sú umiestnené v bunke, s plazmatickou membránou neurónu.

Choroby a poruchy

Ak sa v géne vyskytujú mutácie, ktoré kódujú proteín Mysoin v ľudskom tele, môže to viesť k hypertrofickej kardiomyopatii. Je to choroba srdcových svalov. Tento typ e-choroby je vrodený.

To vedie k nerovnomernému zhrubnutiu svalov v ľavej komore. Toto je známe ako hypertrofia. Cvičenie alebo iná fyzicky namáhavá aktivita vedie k zúženiu odtokových krvných ciev v ľavej komore. Srdcové svaly stuhnú, čo je opísané ako porucha poddajnosti. Následkom sú srdcové arytmie a dýchavičnosť pre postihnutých. Tento stav sa lieči medikáciou alebo je vyprázdnená krvná cieva v ľavej komore a je odstránené svalové tkanivo.

Ďalším ochorením je myopatická myopatia. To vedie k zhlukovaniu mysoínu vo svalových bunkách. Výsledkom je oslabenie svalov. Ochorenie sa zvyčajne diagnostikuje v detskom veku, ale môže sa vyskytnúť aj neskôr v živote. Oslabenie svalov vedie k pomalšej chôdzi a ťažkostiam pri zdvíhaní rúk. V ťažkých prípadoch tohto ochorenia je tiež ťažké dýchať.

Poruchy svalového myozínu môžu tiež viesť k tzv. Usherovmu syndrómu. Toto je choroba, ktorá vedie k hluchote a slepote. Defekt motorického proteínu kinezínu môže viesť k chorobe Charcot-Marie-Tooth, ktorá je formou svalovej atrofie.