Mišična kontrakcija se zgodi šele, ko pokliče molekula energije adenozin trifosfat (ATP) je prisoten. ATP zagotavlja energijo za krčenje mišic in druge reakcije v telesu. Ima tri fosfatne skupine, ki jih lahko odda, vsakič pa sprosti energijo.
Miozin je motorični protein, ki krči mišice tako, da v mišičnih celicah vleče aktinske palice (filamente). Vezava ATP na miozin povzroči, da motor sprosti oprijem na aktinski palici. Odstranjevanje ene fosfatne skupine ATP in sproščanje nastalih dveh kosov povzroči, kako miozin poseže po ponovni kapi.
Poleg ATP imajo mišične celice še druge molekule, potrebne za krčenje mišic, vključno z NADH, FADH2in kreatin fosfat.
Struktura ATP (mišična energijska molekula)
ATP ima tri dele. A molekula sladkorja imenovana riboza je v središču, povezana z molekulo imenovano adenin na eni strani in veriga treh fosfatne skupine na drugi strani. V energiji ATP najdemo fosfatne skupine. Fosfatne skupine so zelo negativno nabite, kar pomeni, da se medsebojno odbijajo.
Vendar pa v ATP tri fosfatne skupine držijo ena poleg druge s kemičnimi vezmi. Napetost med vezjo, elektrostatično odbijanje, je shranjena energija. Ko se vez med dvema fosfatnima skupinama pretrga, se fosfata potisneta, to je energija, ki premika encim, ki objema molekulo ATP.
V ATP je vlomljeno ADP (adenozin difosfat) in fosfata (P), tako da imata ADP le še dva fosfata.
Struktura miozina
Miozin je družina motoričnih beljakovin, ki ustvarjajo silo za premikanje stvari znotraj celice. Myosin II je motor, ki krči mišice. Myosin II je motor, ki se veže in vleče na aktinske filamente, ki so vzporedne palice, ki se raztezajo po dolžini mišične celice.
Molekule miozina imajo dva ločena dela: težka veriga in lahka veriga. Težka veriga ima tri regije, kot so pest, zapestje in podlaket.
Težka veriga ima glavo, ki je kot pest, ki veže ATP in vleče aktinsko palico. Vratno območje je zapestje, ki povezuje domensko površino z repom. Repna domena je podlaket, ki se vije okoli repov drugih miozinskih motorjev, kar povzroči snop motorjev, ki so pritrjeni skupaj.
Močnostni udar
Ko se miozin prijema za aktinsko nitjo in jo potegne, miozin ne more več izpustiti, dokler se ne prilepi nova molekula ATP. Po sprostitvi aktinskega filamenta miozin odstrani najbolj oddaljeno fosfatno skupino ATP, zaradi česar se miozin poravna, pripravljen za ponovno vezavo in vlečenje aktina. V tem izravnanem položaju miozin spet zagrabi za aktinsko palico.
Nato miozin sprosti ADP in fosfat, kar je posledica razbijanja ATP. Izmet teh dveh molekul povzroči, da se glava miozina veže na vratu, kot pest, ki se zvije proti podlakti. To gibanje zvija vleče aktinovo nit, zaradi česar se mišična celica krči. Miozin ne bo izpustil aktina, dokler se ne prilepi nova molekula ATP.
Hitra energija za krčenje mišic
ATP je ena najpomembnejših molekul, potrebnih za krčenje mišic. Od mišične celice porabijo ATP visoko, imajo načine za hitro izdelavo ATP. Mišične celice imajo velike količine molekul, ki pomagajo ustvarjati nov ATP. NAD + in FAD + sta molekuli, ki nosita elektrone v obliki NADH oziroma FADH2.
Če je ATP kot račun za 20 dolarjev, kar je dovolj, da večina encimov kupi tipičen ameriški obrok, kar pomeni, da izvede eno reakcijo, potem sta NADH in FADH2 kot darilni kartici za 5 dolarjev oziroma 3 dolarje. NADH in FADH2 oddajata svoje elektrone tistemu, kar se imenuje elektronska transportna veriga, ki z elektroni ustvarja nove molekule ATP.
Podobno lahko NADH in FADH2 razumemo kot varčevalni obveznici. Druga molekula v mišičnih celicah je kreatin fosfat, ki je sladkor, ki daje svojo fosfatno skupino ADP. Na ta način lahko ADP hitro napolnite v ATP.