MYOSINE: CARACTÉRISTIQUES, STRUCTURE, TYPES ET FONCTION - LA BIOLOGIE - 2025

La myosine est un moteur moléculaire, protéinique, capable de se déplacer sur les filaments d'actine dans le cytosol. L'énergie qui entraîne le mouvement de la myosine provient de l'hydrolyse de l'ATP. Pour cette raison, la myosine est souvent définie comme une enzyme mécanochimique.

Chez les eucaryotes, la myosine est une protéine très abondante. Il existe différentes classes de myosine, qui sont codées par une famille de gènes. Chez les levures, 5 classes sont distinguées, tandis que chez les mammifères des dizaines ont été décrites.

Source: David Richfield (Utilisateur: Slashme) Lors de l'utilisation de cette image dans des travaux externes, elle peut être citée comme suit: Richfield, David (2014). "Galerie médicale de David Richfield". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347 / wjm / 2014.009. ISSN 2002-4436.

Myosin a une grande variété de fonctions. La myosine I, conjointement avec l'actine, participe au mouvement des kératocytes.

Myosin II assure la rigidité de la membrane plasmique, participe à la cytokinèse et à la contraction musculaire. Les myosines I et II collaborent avec la migration cellulaire. Les myosines I et V assurent le transport des vésicules le long des filaments d'actine.

Structure

Dans les micrographies électroniques, la structure typique des isoformes de myosine a trois domaines: la tête, le cou et la queue. Par hydrolyse avec de la chymotrypsine, on obtient un segment constitué de la tête et du cou, appelé méromyosine lourde (HMM), et un segment de queue, appelé méromyosine légère (LMM).

Le domaine de tête est l'extrémité N-terminale de la chaîne lourde et le domaine de queue est l'extrémité C-terminale de la chaîne légère.

Les classes de myosine peuvent être différenciées par le nombre de chaînes polypeptidiques qui la composent, ainsi que par l'abondance et la classe de chaînes légères attachées au cou.

La myosine I a une chaîne polypeptidique, qui forme une tête et sa queue manque de régions alpha-hélicoïdales. Alors que les myosines I et V ont deux chaînes polypeptidiques, et forment donc deux têtes et une queue, dans lesquelles les chaînes alpha-hélicoïdales s'enroulent pour former une structure en forme de bâtonnet.

Les myosines I et V ont des sites de liaison pour la calmoduline, qui régule et lie le Ca ⁺², sur les chaînes légères. La myosine I lie le Ca ⁺² aux chaînes légères, mais elle le fait différemment de la calmoduline.

caractéristiques

Au niveau mécanochimique, les myosines présentent trois caractéristiques, à savoir:

- La tête de myosine est le domaine moteur qui avance par étapes discrètes: l'union de la tête de myosine à un filament d'actine, son inclinaison et sa séparation ultérieure produisent le mouvement de la myosine. Ce processus est cyclique et dépend de l'ATP.

- Changements de conformation: l'hydrolyse d'une molécule d'ATP est couplée à chaque étape d'une molécule de myosine, à travers des niveaux d'amplification et de transmission. Cela implique de grands changements conformationnels de la myosine.

Le premier niveau d'amplification est produit par la perte du groupe gamma-phosphate de l'ATP, ce qui permet une réorganisation des éléments structuraux dans le site de liaison à l'ATP. Ce réarrangement est coordonné avec des changements structurels dans le site de liaison à l'actine.

Le deuxième niveau d'amplification implique la communication du changement conformationnel du site actif aux composants structurels du terminal carboxyle.

- Directionnalité: les myosines se sont avérées avoir une polarité, ou directionnalité inverse, vers l'extrémité (+) du filament d'actine. Cette conclusion provient d'expériences de glissement de filament d'actine, utilisant un microscope optique à fluorescence.

Caractéristiques

La myosine, avec l'actine, participe à la contraction musculaire, à l'adhésion cellulaire, à la cytokinèse, au raidissement des membranes corticales et au déplacement de certaines vésicules, entre autres fonctions.

Les défauts de la myosine peuvent produire des conditions pathologiques. Par exemple, les défauts des myosines I et V sont respectivement liés aux myopathies à myosine et aux troubles de la pigmentation (syndrome de Griscelli). Alors que les troubles des isoformes de la myosine VI entraînent une perte auditive.

Contraction musculaire

L'unité fonctionnelle et structurelle du muscle squelettique est le sarcomère. Lors de la contraction musculaire, la longueur du sarcomère atteint 30% de sa longueur d'origine.

Les sarcomères sont constitués de filaments épais de myosine et de filaments d'actine minces organisés de manière complexe. En général, les têtes de myosine sont situées aux extrémités distales du filament et leurs queues vers le centre du sarcomère, et l'organisation est bipolaire.

Pour que la contraction musculaire se produise, les têtes de myosine, aux extrémités opposées, doivent se déplacer vers le disque Z ou l'extrémité (+) du filament. Parce que l'organisation des filaments épais est bipolaire, le glissement des filaments minces sur les filaments épais se produit, entraîné par l'ATP.

La force de déplacement se produit parce que des centaines de têtes de myosine, d'un filament épais, interagissent avec un filament fin.

Cytokinèse

Pendant la mitose, lorsque les microtubules aux pôles du fuseau se séparent, l'actine et la myosine II forment un anneau contractile à l'équateur de la cellule. Cet anneau se contracte, diminue son diamètre et divise la cellule en deux parties.

Raidissement des membranes corticales

Dans les cellules mutantes dépourvues de myosine II, la membrane plasmique se déforme facilement lorsqu'une force externe est appliquée. Cela se produit parce que la myosine II fournit une force d'agrégation aux protéines de la membrane plasmique.

Adhésion cellulaire

Dans le tissu épithélial, les faisceaux contractiles d'actine et de myosine II sont situés au voisinage de la membrane plasmique et forment une ceinture circulaire qui entoure la surface cellulaire interne. Cette ceinture circulaire détermine la forme de la cellule et maintient le lien entre les cellules.

Le contact entre les cellules se produit par l'union de la ceinture circulaire aux molécules d'adhésion cellulaire, au moyen de protéines d'union.

Déplacement de certaines vésicules

Des preuves expérimentales révèlent que la myosine V effectue le transport membranaire de l'appareil de Golgi à la périphérie de la cellule. Certaines preuves sont:

- Dans les cellules du tissu nerveux, par immunofluorescence astrocytaire, il a été constaté que la myosine V est située à côté du Golgi.

- Chez la levure, des mutations du gène de la myosine V perturbent la sécrétion protéique et, par conséquent, les protéines s'accumulent dans le cytosol.

- Les isoformes de la myosine I sont responsables du transport des vacuoles vers la membrane cellulaire. En utilisant des anticorps spécifiques contre les isoformes de la myosine I, il a été constaté que ces isoformes sont situées dans différentes parties de la cellule.

Par exemple, lorsqu'une amibe vivante est marquée avec un anticorps contre la myosine IC, le transport de la vacuole vers la membrane est arrêté. Pour cette raison, la vacuole se dilate et la cellule éclate.

Maladies liées à la myosine

Myosines et perte auditive

Il existe de nombreux gènes et mutations qui provoquent une perte auditive. Cette maladie est souvent monogénétique.

Des mutations non conventionnelles de la myosine, avec une ou deux têtes de myosine, affectent la fonction de l'oreille interne. Certaines des isoformes de myosine mutées sont la myosine IIIA, la myosine VIIA et la myosine XVA. Récemment, deux mutations ont été découvertes dans la myosine VI.

Les mutations dans la myosine VI sont c.897G> T et p.926Q. La première mutation affecte une région qui interagit avec le site actif, appelée Switch I. Homozygotes pour la mutation présentent le phénotype tôt, provoquant des effets sévères.

La seconde mutation affecte une région de résidus chargés, dans une hélice alpha de la queue de la myosine VI. Cette région est importante pour la dimérisation motrice proximale et affecte la fonction stéréo-ciliaire de la myosine VI.

Une autre mutation est p.Asn207Ser, qui produit un moteur incapable de produire de la force. En effet, Asn 207 est un résidu d'acide aminé du site actif, dont la fonction est la liaison et l'hydrolyse de l'ATP.

La mutation p.Arg657Trp entraîne une perte de fonction de la myosine VI. Le résidu Arg est impliqué dans les changements conformationnels qui couplent l'hydrolyse au mouvement de la myosine.

Myosine X et cancer

La myosine X (Myo10) est une myosine non conventionnelle qui est exprimée dans le cerveau, l'endothélium et de nombreux épithéliums. Myo10 et trois classes de projections à base d'actine (filopodes, invadopodes et projections de type filopodes) fonctionnent pendant les métastases cancéreuses.

Les cellules cancéreuses invasives ont un grand nombre de filopodes et expriment des niveaux élevés de fascina. Cette protéine établit des liaisons croisées entre les filaments d'actine. Afin d'échapper à la tumeur primaire, des invadopodes se forment, riches en activité protéolytique, qui digèrent la matrice extracellulaire environnante.

Une fois que les cellules atteignent la matrice extracellulaire, les projections en forme de filopodes aident à se disperser et à coloniser. Des niveaux élevés de Myo10 indiquent une forte agressivité et des métastases dans le cancer du sein.

MyoX silencing produit une perte de caractère métastatique des cellules, qui sont incapables de former des projections à base d'actine. Toutes ces projections possèdent des adhérences à base d'intégrine, qui sont portées par Myo10 dans le filopodium.

MyoX est impliqué dans la formation du centrosome. L'absence de MyoX favorise la formation de fuseaux multipolaires. MyoX est également impliqué dans la signalisation dans les cellules cancéreuses. Par exemple, MyoX est activé par le 3,4,5, -inositol triphosphate (PIP3).

Références

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