De grote verscheidenheid aan myosine-genen die overal in de eukaryotische fyla worden aangetroffen, kregen verschillende namen toen ze werden ontdekt. De nomenclatuur kan daarom enigszins verwarrend zijn wanneer men probeert de functies van myosine-eiwitten binnen en tussen organismen te vergelijken.
Skeletspiermyosine, de meest opvallende van de myosinesuperfamilie omdat het veel voorkomt in spiervezels, werd als eerste ontdekt. Dit eiwit maakt deel uit van het sarcomeer en vormt macromoleculaire filamenten die uit meerdere myosinesubeenheden zijn opgebouwd. Soortgelijke filament-vormende myosine-eiwitten werden aangetroffen in hartspieren, gladde spieren en niet-spiercellen. Vanaf de jaren zeventig ontdekten onderzoekers echter nieuwe myosinegenen in eenvoudige eukaryoten die codeerden voor eiwitten die als monomeren fungeerden en daarom klasse I myosines werden genoemd. Deze nieuwe myosines werden gezamenlijk aangeduid als “onconventionele myosines” en zijn in veel andere weefsels dan spieren aangetroffen. Deze nieuwe leden van de superfamilie zijn gegroepeerd volgens fylogenetische verwantschappen die zijn afgeleid uit een vergelijking van de aminozuursequenties van hun hoofddomeinen, waarbij aan elke klasse een Romeins cijfer is toegekend (zie fylogenetische boom). De onconventionele myosinen hebben ook afwijkende staartdomeinen, wat wijst op unieke functies. De nu gevarieerde reeks myosines is waarschijnlijk geëvolueerd uit een voorouderlijke voorloper (zie afbeelding).
Analyse van de aminozuur-sequenties van verschillende myosines laat een grote variabiliteit zien tussen de staartdomeinen, maar een sterke instandhouding van de hoofddomein-sequenties. Vermoedelijk is dit de reden dat de myosines via hun staarten met een groot aantal verschillende ladingen kunnen interageren, terwijl het doel in elk geval – langs actinefilamenten bewegen – hetzelfde blijft en daarom dezelfde machinerie in de motor vereist. Het menselijk genoom bevat bijvoorbeeld meer dan 40 verschillende myosine-genen.
Deze verschillen in vorm bepalen ook de snelheid waarmee myosines langs actinefilamenten kunnen bewegen. De hydrolyse van ATP en de daaropvolgende vrijlating van de fosfaatgroep veroorzaakt de “power stroke”, waarbij de “hefboomarm” of “nek” van de zware keten naar voren wordt getrokken. Aangezien de “power stroke” de hefboomarm altijd over dezelfde hoek beweegt, bepaalt de lengte van de hefboomarm de verplaatsing van de lading ten opzichte van het actinefilament. Een langere hefboomarm zorgt ervoor dat de lading een grotere afstand aflegt, ook al ondergaat de hefboomarm dezelfde hoekverplaatsing – net zoals iemand met langere benen zich met elke afzonderlijke stap verder kan voortbewegen. De snelheid van een myosinemotor hangt af van de snelheid waarmee hij een volledige kinetische cyclus doorloopt van ATP-binding tot het vrijkomen van ADP.
MyosineklassenEdit
Myosine IEdit
Myosine I, een alomtegenwoordig celeiwit, functioneert als monomeer en is betrokken bij het transport van vesikels. Het heeft een stapgrootte van 10 nm en wordt verantwoordelijk geacht voor de aanpassingsrespons van de stereocilia in het binnenoor.
Myosine IIEdit
Myosine II (ook bekend als conventioneel myosine) is het myosinetype dat verantwoordelijk is voor de spiercontractie in spiercellen in de meeste dierlijke celtypen. Het wordt ook aangetroffen in niet-spiercellen in contractiele bundels die stressvezels worden genoemd.
- Myosine II bevat twee zware ketens, elk ongeveer 2000 aminozuren lang, die de kop- en staartdomeinen vormen. Elk van deze zware ketens bevat het N-terminale hoofddomein, terwijl de C-terminale staarten een spiraalvormige vorm aannemen, die de twee zware ketens bijeenhoudt (stel je twee slangen voor die om elkaar heen zijn gewikkeld, als in een caduceus). Myosine II heeft dus twee koppen. Het tussenliggende halsdomein is het gebied dat de hoek tussen de kop en de staart vormt. In gladde spieren codeert één enkel gen (MYH11) voor de zware ketens myosine II, maar splice-varianten van dit gen resulteren in vier verschillende isovormen.
- Het bevat ook 4 myosine lichte ketens (MLC), wat resulteert in 2 per kop, met een gewicht van 20 (MLC20) en 17 (MLC17) kDa. Deze binden de zware ketens in het “nek”-gebied tussen de kop en de staart.
- De MLC20 staat ook bekend als de regulerende lichte keten en neemt actief deel aan de spiercontractie.
- De MLC17 wordt ook wel de essentiële lichte keten genoemd. De precieze functie ervan is onduidelijk, maar aangenomen wordt dat zij samen met MLC20 bijdraagt aan de structurele stabiliteit van de myosinekop. Er bestaan twee varianten van MLC17 (MLC17a/b) als gevolg van alternatieve splicing van het MLC17-gen.
In spiercellen komen de lange spiraalvormige staarten van de afzonderlijke myosinemoleculen bij elkaar en vormen zo de dikke filamenten van het sarcomeer. De krachtproducerende kopdomeinen steken uit de zijkant van de dikke filamenten, klaar om langs de aangrenzende, op actine gebaseerde dunne filamenten te lopen in reactie op de juiste chemische signalen.
Myosine IIIEdit
Myosine III is een slecht begrepen lid van de myosinefamilie. Het is in vivo bestudeerd in de ogen van Drosophila, waar het een rol zou spelen bij de fototransductie. Een humaan homoloog gen voor myosine III, MYO3A, is ontdekt via het Human Genome Project en komt tot expressie in het netvlies en het slakkenhuis.
Myosine IVEdit
Myosine IV heeft een enkel IQ-motief en een staart zonder spoelvormende sequentie. Het heeft een homologie die vergelijkbaar is met de staartdomeinen van Myosine VII en XV.
Myosine VEdit
Myosine V is een onconventionele myosinemotor, die als dimeer processief is en een stapgrootte van 36 nm heeft. De motor transloceert (loopt) langs actinefilamenten en beweegt zich in de richting van het uiteinde met weerhaken (+ uiteinde) van de filamenten. Myosine V is betrokken bij het transport van lading (b.v. RNA, vesikels, organellen, mitochondriën) van het centrum van de cel naar de periferie, maar er is ook aangetoond dat het fungeert als een dynamisch bindmiddel, dat vesikels en organellen vasthoudt in de actinerijke periferie van cellen. Een recente single molecule in vitro reconstitutie studie van assemblerende actine filamenten suggereert dat Myosine V verder reist op nieuw assemblerende (ADP-Pi rijke) F-actine, terwijl processieve runlengtes korter zijn op oudere (ADP-rijke) F-actine.
Myosine VIEdit
Myosine VI is een onconventionele myosinemotor, die voornamelijk als dimeer processief is, maar ook als niet-processief monomeer optreedt. Het loopt langs actine filamenten, reizend naar het spitse uiteinde (- einde) van de filamenten. Myosine VI wordt verondersteld endocytische blaasjes de cel in te transporteren.
Myosine VIIEdit
Myosine VII is een onconventionele myosine met twee FERM-domeinen in het staartgebied. Het heeft een verlengde hefboomarm bestaande uit vijf calmoduline bindende IQ motieven gevolgd door een enkele alpha helix (SAH) Myosine VII is nodig voor fagocytose in Dictyostelium discoideum, spermatogenese in C. elegans en stereocilia vorming in muizen en zebravissen.
Myosine VIIIEdit
Myosine VIII is een plantenspecifieke myosine die verband houdt met de celdeling; het is met name betrokken bij de regulering van de cytoplasmastroom tussen cellen en bij de lokalisatie van vesikels naar de phragmoplast.
Myosine IXEdit
Myosine IX is een groep van eenkoppige motoreiwitten. Eerst werd aangetoond dat het min-eind gericht is, maar een latere studie toonde aan dat het plus-eind gericht is. Het bewegingsmechanisme van deze myosine wordt slecht begrepen.
Myosine XEdit
Myosine X is een onconventionele myosinemotor, die functioneel is als een dimeer. De dimerisatie van myosine X zou antiparallel zijn. Dit gedrag is niet waargenomen bij andere myosines. In cellen van zoogdieren blijkt de motor zich te lokaliseren in filopodia. Myosine X loopt naar de uiteinden van de filamenten met weerhaken. Sommige onderzoeken suggereren dat de motor bij voorkeur op bundels actine loopt, in plaats van op afzonderlijke filamenten. Het is de eerste myosinemotor die dit gedrag vertoont.
Myosine XIEdit
Myosine XI stuurt de beweging van organellen zoals plastiden en mitochondriën in plantencellen. Het is verantwoordelijk voor de lichtgestuurde beweging van chloroplasten naar gelang van de lichtintensiteit en de vorming van stromuli die verschillende plastiden met elkaar verbinden. Myosine XI speelt ook een sleutelrol in de polaire groei van de worteltop en is noodzakelijk voor een goede wortelhaarverlenging. Een specifieke Myosine XI gevonden in Nicotiana tabacum werd ontdekt als de snelst bekende processieve moleculaire motor, bewegend met 7μm/s in 35 nm stappen langs het actine filament.
Myosine XIIEdit
Myosine XIIIEdit
Myosine XIVEdit
Deze myosinegroep is gevonden in de Apicomplexa phylum. De myosines lokaliseren op de plasmamembranen van de intracellulaire parasieten en zijn dan mogelijk betrokken bij het celinvasieproces.
Dit myosine wordt ook gevonden in het gecilieerde protozoön Tetrahymena thermaphila. Bekende functies zijn onder meer: transport van fagosomen naar de kern en verstoring van de ontwikkelingsgereguleerde eliminatie van de macronucleus tijdens conjugatie.
Myosine XVEdit
Myosine XV is noodzakelijk voor de ontwikkeling van de actinekernstructuur van de niet-motiele stereocilia die zich in het binnenoor bevinden. Het wordt verondersteld functioneel te zijn als monomeer.
Myosine XVIEdit
Myosine XVIIEdit
Myosine XVIIIEdit
MYO18A Een gen op chromosoom 17q11.2 dat codeert voor op actine gebaseerde motormoleculen met ATPase-activiteit, die betrokken kunnen zijn bij het in stand houden van de stromale celsteigers die nodig zijn voor het in stand houden van intercellulair contact.