ATP dan Kontraksi Otot
Gerakan pemendekan otot terjadi ketika kepala myosin berikatan dengan actin dan menarik aktin ke dalam. Tindakan ini membutuhkan energi, yang disediakan oleh ATP. Myosin berikatan dengan aktin pada situs pengikatan pada protein aktin globular.
Myosin memiliki situs pengikatan lain untuk ATP di mana aktivitas enzimatik menghidrolisis ATP menjadi ADP, melepaskan molekul dan energi fosfat anorganik.
Ikatan ATP menyebabkan myosin melepaskan aktin, yang memungkinkan aktin dan myosin saling lepas satu sama lain. Setelah ini terjadi, ATP yang baru terikat dikonversi menjadi ADP dan fosfat anorganik, Pi. Enzim di situs pengikatan pada myosin disebut ATPase.
Proses Kontraksi Otot
Energi yang dilepaskan selama hidrolisis ATP mengubah sudut kepala myosin menjadi posisi “terkokang”. Kepala myosin kemudian dalam posisi untuk bergerak lebih lanjut, memiliki energi potensial, tetapi ADP dan Pi masih melekat. Jika situs pengikat aktin tertutup dan tidak tersedia, myosin akan tetap dalam konfigurasi energi tinggi dengan ATP terhidrolisis.
Jika situs pengikat aktin ditemukan, sebuah jembatan silang akan terbentuk; yaitu, kepala miosin membentang jarak antara molekul aktin dan miosin. Pi kemudian dilepaskan, memungkinkan myosin untuk mengeluarkan energi yang tersimpan sebagai perubahan konformasi. Kepala myosin bergerak menuju garis M, menarik aktin bersamanya. Ketika aktin ditarik, filamen bergerak sekitar 10 nm menuju garis M.
Gerakan ini disebut power stroke, karena merupakan langkah di mana gaya diproduksi. Saat aktin ditarik menuju garis M, sarkomer menjadi lebih pendek dan otot berkontraksi.
Ketika kepala myosin “dikokang,” mengandung energi dan berada dalam konfigurasi energi tinggi. Energi ini dikeluarkan saat kepala myosin bergerak melalui power stroke; pada akhir power stroke, kepala myosin berada dalam posisi berenergi rendah. Setelah pemadaman listrik, ADP dilepaskan; Namun, jembatan silang yang terbentuk masih ada, dan aktin dan myosin terikat bersama.
ATP kemudian dapat menempel pada myosin, yang memungkinkan siklus lintas-jembatan untuk memulai lagi dan kontraksi otot lebih lanjut dapat terjadi (Gambar 1). Gerakan kepala myosin kembali ke posisi semula disebut stroke pemulihan. Otot yang beristirahat menyimpan energi dari ATP di kepala myosin sementara mereka menunggu kontraksi lain.
Protein Regulatori
Ketika otot dalam keadaan istirahat, aktin dan miosin dipisahkan. Agar aktin tidak mengikat ke situs aktif pada myosin, protein pengatur memblokir situs pengikatan molekul. Tropomyosin memblokir situs pengikatan myosin pada molekul aktin, mencegah pembentukan jembatan silang dan mencegah kontraksi pada otot tanpa input saraf. Troponin berikatan dengan tropomiosin dan membantu memposisikannya pada molekul aktin; itu juga mengikat ion kalsium.
Untuk memungkinkan kontraksi otot, tropomyosin harus mengubah konformasi, mengungkap situs pengikatan myosin pada molekul aktin dan memungkinkan pembentukan jembatan silang. Ini hanya dapat terjadi dengan adanya kalsium, yang disimpan pada konsentrasi yang sangat rendah di dalam sarkoplasma.
Jika ada, ion kalsium berikatan dengan troponin, menyebabkan perubahan konformasi pada troponin yang memungkinkan tropomyosin untuk menjauh dari situs pengikatan myosin pada aktin. Setelah tropomyosin dihilangkan, jembatan silang dapat terbentuk antara aktin dan myosin, memicu kontraksi. Bersepeda lintas-jembatan berlanjut hingga ion Ca2 + dan ATP tidak lagi tersedia dan tropomyosin kembali mencakup situs pengikatan pada aktin.
