Mecanismo de palanca de oscilación de la miosina directamente mostrado por cryo-EM con resolución de tiempo

Área de la Ciencia:

• Biología molecular y celular
• La biofísica
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Las miosinas generan fuerza y movimiento celular a través de interacciones con la F-actina.
• El movimiento está relacionado con la conversión del estado de miosina catalizada por actina y el swing de la palanca.
• El estado inicial de actomiosina y el mecanismo catalítico de la actina siguen sin estar claros.

Objetivo del estudio:

• Para observar el estado de actomiosina sin caracterizar.
• Para aclarar el mecanismo de la actividad de la miosina ATPasa catalizada por la actina.
• Para resolver las transiciones estructurales que subyacen al golpe de fuerza de la miosina.

Principales métodos:

• Se empleó la microscopía electrónica criogénica con resolución de tiempo (cryo-EM).
• Se utilizó un mutante de miosina-5 con liberación lenta del producto de hidrólisis.
• Se ajustaron modelos pseudoatómicos a los mapas de crio-EM para una interpretación detallada.

Principales resultados:

• El estado de actomiosina iniciado se capturó 10 ms después de la mezcla, precediendo al estado posterior al golpe de potencia a 120 ms.
• La unión de la actina al subdominio inferior de 50 kDa de la miosina abre la hendidura e inhibe la liberación de fosfato.
• Las interacciones del subdominio superior de 50 kDa con la actina cierran la hendidura, permiten la liberación de fosfato y forman una interfaz de unión fuerte para la producción de fuerza.
• El brazo de la palanca de miosina-5 oscila 93°, principalmente a lo largo del eje de actina, coincidiendo con su longitud de paso.

Conclusiones:

• Las estructuras resueltas en el tiempo revelan el mecanismo de palanca oscilante del movimiento de la miosina.
• Se han aclarado las transiciones estructurales durante el golpe de fuerza de miosina.
• El estudio resuelve preguntas de larga data sobre cómo las miosinas generan movimiento celular.