肌肉Muscle


  • administrators

    肌小節的組成:主要分成細肌絲和粗肌絲

    (1) 粗肌絲

    • thick filament→由myosin肌凝蛋白所組成

    • 肌凝蛋白的組成

      • 由六個subunits組成,兩個重鏈,4個輕鏈

      • 兩條重鏈形成coiled coil,形成tail domain

      • 重鏈的N端形成一個head group,為球形domain,附著4個輕鏈,調控myosin;亦可進行ATP水解,產生能量

      • 若由trypsin與papain兩個酶做切割,可以得到head group

    • 肌凝蛋白的功能:

      • 進行ATP的水解,為肌肉收縮的動力
      • 與細肌絲的actin結合

    (2) 細肌絲

    • thin filament→由actin,tropomyosin,troponin組成

    • Actin的結構與功能:肌動蛋白

      • 以globular actin存在,兩條長鏈的G actin纏繞在一起後,聚合成鏈狀的F actin(filament)
      • 每個G actin可以bind上一個myosin的head group
    • Tropomyosin的結構與功能:

      • 細絲狀,位於肌動蛋白鏈間的凹槽
      • 可以block住actin與myosin的binding site
    • Troponin的結構與功能:分成TnI TnC TnT

      • TnT:為長形分子
      • TnI:可以抑制收縮的進行
      • TnC
        與鈣離子結合,促進細肌絲構形的改變,使actin與myosin的binding site暴露,使肌肉收縮得以進行

    (3) sacroplasmic reticulum

    • 肌管系統,為一群圍繞在肌原纖維周為的囊管狀膜性結構,可分成下面兩種系統
    • 橫紋系統:走向與肌小節垂直,能快速傳遞動做電位
    • 縱管系統:肌漿網,走向與肌小節平行,儲存大量的鈣離子

    肌小節的構造

    • 分成thick filament,thin filament,A band,I band,Z disk等

    • A band:為肌小節中顏色較深的部分,包括粗肌絲和兩者重疊處

    • I band:為肌小節中顏色較淺處,細肌絲未與粗肌絲重疊的地方

    • Z disk:分隔肌小節的構造

    • titin:為目前已知最長的蛋白質,可聯結myosin到Z disk上,穩定其結構

    肌肉收縮的機制

    myosin的head domain可以bind在actin上,促進整個反應的進行,以下將步驟條列出

    • myosin head與actin結合
    • 在ATP的作用下,myosin與actin分離
    • 水解後,產生能量使myosin的構形發生變化
    • 接著會與thin filament再次結合(與原結合點不同),釋放出磷酸根
    • 磷酸根的釋放導致了『power stroke』,使得myosin回到最安定得形態,連帶將actin filament相前拉,造成相對位置的改變

    肌肉收縮的調控

    (1) 橫紋肌(striated muscle)

    • 平常,tropomyosin會block住actin與myosin的binding site
    • 當神經訊號產生時,會促進肌漿網釋放鈣離子
    • 4個鈣離子會與TnC結合,促使構形變化,結合位暴露
    • 接著myosin就可以bind上actin了

    (2) 平滑肌(smooth muscle):不具有troponin!!!!

    • 平常,myosin light chain會抑制actin與myosin的結合
    • 當神經訊號產生時,會促進肌漿網釋放鈣離子
    • 4個鈣離子會bind在calmodulin上,並促進myosin light chain kinase
    • 磷酸化後的light chain會停止其抑制作用
    • Actin與myosin結合,肌肉繼續收縮

    (3) ATP的來源:3個機制的進行

    • muscle glycogen:經過磷酸化後產生G6P,進入昨天教的glycolysis
    • creatine phosphate:ATP與creatine結合後,催化產生的物質,可快速釋放ATP提供能量
    • 緊急ATP:兩個ADP反應產生ATP與AMP