Myosin II Cycle

Myosin II는 ATP 가수분해를 역학적 일로 전환하기 위해 actin 필라멘트와의 반복적 상호작용 주기를 거친다. 각 주기마다 neck(lever arm) 역할을 하는 α-helix가 흔들리는 방식으로 힘을 발생시킨다.

Fig 16–24. Myosin II mechanochemical cycle. ATP 결합, 가수분해, phosphate 방출(power stroke)이 한 cycle을 이룬다.

주기 단계

1. Rigor state (초기 상태): Myosin head가 ADP 없이 actin 필라멘트에 강하게 결합되어 있다.

2. ATP 결합: ATP가 myosin head에 결합하면 head의 actin에 대한 친화력이 급격히 낮아져 actin에서 분리된다.

3. ATP 가수분해 (pre-power stroke): ATP가 ADP+Pi로 가수분해된다. 이 과정에서 lever arm이 “cock”되어 고에너지 구조로 전환된다. Myosin head는 actin 필라멘트의 새로운 위치에 결합할 준비를 한다.

4. 재결합 및 Power stroke: Myosin head가 actin 필라멘트의 새로운 위치에 결합한다. Pi(인산기)가 방출되면서 lever arm이 앞에서 뒤로 흔들리는 power stroke가 일어난다. 이 swing이 actin 필라멘트를 약 5 nm 이동시킨다.

5. ADP 방출: ADP가 방출된 후 rigor state로 돌아간다.

각 thick filament의 myosin head들은 ATP 주기 시간의 극히 일부만 actin에 결합하여 힘을 발생시키므로, 많은 head들이 빠른 순서로 같은 thin filament에 작용할 수 있다.