Muskelsammandragning sker bara när energimolekylen ringde adenosintrifosfat (ATP) är närvarande. ATP ger energi för muskelsammandragning och andra reaktioner i kroppen. Den har tre fosfatgrupper som den kan ge bort och släpper ut energi varje gång.
Myosin är det motoriska proteinet som gör muskelkontraktion genom att dra i aktinstavar (filament) i muskelceller. Bindning av ATP till myosin gör att motorn släpper greppet på aktinstången. Att bryta av en fosfatgrupp av ATP och släppa de resulterande två bitarna är hur myosin når ut för att göra en ny stroke.
Förutom ATP har muskelceller andra molekyler som behövs för muskelkontraktion inklusive NADH, FADH2och kreatinfosfat.
Struktur av ATP (Muscle Energy Molecule)
ATP har tre delar. A sockermolekyl kallad ribos är i centrum, ansluten till en molekyl som kallas adenin på ena sidan och en kedja på tre fosfatgrupper på andra sidan. ATP: s energi finns i fosfatgrupperna. Fosfatgrupper är mycket negativt laddade, vilket innebär att de naturligt stöter bort varandra.
I ATP hålls emellertid de tre fosfatgrupperna bredvid varandra genom kemiska bindningar. Spänningen mellan bindningen och det elektrostatiska avstötningen är den lagrade energin. När bindningen mellan två fosfatgrupper har brutits skjuter de två fosfaterna isär, vilket är energin som rör enzymet som kramar ATP-molekylen.
ATP bryts in ADP (adenosindifosfat) och fosfat (P), så ADP har bara två fosfater kvar.
Myosins struktur
Myosin är en familj av motoriska proteiner som genererar kraft för att flytta saker inuti en cell. Myosin II är den motor som gör muskelkontraktion. Myosin II är en motor som binder till och drar i aktinfilament, som är parallella stavar som sträcker sig längs en muskelcells längd.
Myosinmolekyler har två separata delar: tung kedja och den lätt kedja. Den tunga kedjan har tre regioner, som en knytnäve, handled och underarm.
Den tunga kedjan har en huvuddomän, som är som knytnäve som binder ATP och drar i aktinstången. Halsregionen är handleden som förbinder huvuddomänen med svansen. Svansdomänen är underarmen, som rullar runt svansarna på andra myosinmotorer, vilket resulterar i ett bunt motorer som är fästa ihop.
Kraftslagen
När myosin tar tag i ett aktinfilament och drar kan myosin inte släppa taget förrän en ny ATP-molekyl fäster. Efter frigöring av aktinfilamentet bryter myosin den yttersta fosfatgruppen från ATP, vilket får myosinet att räta upp sig, redo att binda och dra aktin igen. I denna rätade position griper myosinet igen till aktinstången.
Därefter släpper myosin ut ADP och fosfat, vilket är ett resultat av att ATP bryts. Utsläpp av dessa två molekyler får myosinhuvudet att binda vid nacken, som en knytnäve som krullar sig mot underarmen. Denna curlingrörelse drar aktinfilamentet, vilket får muskelcellen att dra ihop sig. Myosin släpper inte aktin förrän en ny ATP-molekyl fäster.
Snabb energi för muskelkontraktion
ATP är en av de viktigaste molekylerna som behövs för muskelkontraktion. Eftersom muskelceller använda upp ATP i hög hastighet, de har sätt att göra ATP snabbt. Muskelceller har stora mängder molekyler som hjälper till att generera ny ATP. NAD + och FAD + är molekyler som bär elektroner i form av NADH respektive FADH2.
Om ATP är som en $ 20-räkning som räcker för de flesta enzymer att köpa en typisk amerikansk måltid, vilket innebär att du gör en reaktion, så är NADH och FADH2 som $ 5 respektive $ 3 presentkort. NADH och FADH2 ger sina elektroner till det som kallas elektron transport kedja, som använder elektronerna för att generera nya ATP-molekyler.
Analogt kan NADH och FADH2 betraktas som sparande av obligationer. En annan molekyl i muskelceller är kreatinfosfat, vilket är ett socker som ger sin fosfatgrupp bort till ADP. På detta sätt kan ADP snabbt laddas till ATP.