The Actin-Myosin Interaction: Engineering a Strong Binding Form of Myosin II

• Applicant: Professor Dr. Kenneth C. Holmes (†)
• Subject Area: Biophysics
• Term: from 2005 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5451976

Muskeln kontrahieren auf Grund der zyklischen Wechselwirkung zwischen der Myosin-Querbrücke und dem Aktinfilament. Der Zyklus wird durch ATP-Hydrolyse verursacht. Die Myosin-Querbrücke hat zwei wichtige Funktionen: Anbindung an das und Lösung vom Aktinfilament sowie Ausführung des Power Stroke , der das Aktinfilament an der verankerten Querbrücke vorbeischiebt. Die Rotation eines langen Hebelarms von der Vor- Power-Stroke zur Nach-Power-Stroke Stellung bewirkt diesen Power Stroke. Beide Stellungen der Myosin-Querbrücke sind mit Hilfe der Protein-Kristallographie ausführlich charakterisiert worden. Je nach ATP-Bindung kann die Bindung an Aktin schwach oder stark sein. Auf Grund unserer jüngsten hochauflösenden Cryo-EM-Untersuchungen haben wir ein Modell entwickelt zur Erklärung des Übergangs von schwach zu stark sowie für den Mechanismus, der die ATP-Bindung mit der Aktin-Bindung koppelt, indem sich nämlich die Kluft in der Querbrücke schließt. Allerdings haben wir bisher nur die Form mit der offenen Kluft gefunden. Wir haben jetzt vor, Punktmutanten zu finden, die zu Querbrücken mit geschlossener Kluft führen und diese dann mit Hilfe von Röntgenkristallographie und Elektronenmikroskopie zu charakterisieren.

• DFG Programme: Research Grants