Cross-Bridge-Schema und Kraft pro Cross-Bridge-Zustand in gehäuteten Kaninchen-Psoas-Muskelfasern

Die Raten- und Assoziationskonstanten (kinetische Konstanten), die ein Cross-Bridge-Schema mit sieben Zuständen umfassen, wurden durch sinusförmige Analyse in chemisch gehäuteten Kaninchen-Psoas-Muskelfasern bei 20 Grad C abgeleitet, 200 mM Ionenstärke und während der maximalen Ca2+-Aktivierung (pCa 4.54-4.82). Die kinetischen Konstanten wurden dann verwendet, um die Steady-State-Wahrscheinlichkeit von Kreuzbrücken in jedem Zustand als Funktion der MgATP-, MgADP- und Phosphat (Pi)-Konzentrationen zu berechnen. Diese Berechnung zeigte, dass 72 % der verfügbaren Querbrücken während unserer Kontrollaktivierung (5 mM MgATP, 8 mM Pi) (stark) angeheftet waren, was in etwa mit dem Steifigkeitsverhältnis (aktiv:rigor, 69 +/- 3 %) übereinstimmte; die aktive Steifigkeit wurde während der Kontrollaktivierung gemessen und die Rigorsteifigkeit nach einer Induktion des Rigorzustandes. Durch die Annahme, dass die isometrische Spannung eine lineare Kombination der Wahrscheinlichkeiten von Querbrücken in jedem Zustand ist, und durch die Messung der Spannung als Funktion der MgATP-, MgADP- und Pi-Konzentrationen, haben wir die Kraft abgeleitet, die mit jedem Querbrückenzustand verbunden ist. Daten aus der osmotischen Kompression von Muskelfasern durch Dextran T500 wurden verwendet, um die Kraft abzuleiten, die mit einem der Querbrückenzustände verbunden ist. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kraft im AM*ADP.Pi-Zustand (A = Aktin, M = Myosin) am höchsten ist. Da der Zustand, der in den AM*ADP.Pi-Zustand führt, der schwach gebundene AM.ADP.Pi-Zustand ist, bestätigen wir, dass die Kraftentwicklung bei der Pi-Isomerisierung stattfindet (AM.ADP.Pi –> AM*ADP.Pi). Unsere Ergebnisse zeigen auch, dass eine minimale Kraftänderung bei der Freisetzung von Pi oder MgADP auftritt und dass die Kraft allmählich mit der ADP-Isomerisierung (AM*ADP –>AM.ADP), der ATP-Isomerisierung (AM+ATP–>AM*ATP) und mit der Ablösung der Kreuzbrücke abnimmt. Die Kraft des AM-Zustands stimmte gut mit der Kraft überein, die nach der Induktion des Rigor-Zustands gemessen wurde, was darauf hindeutet, dass der AM-Zustand eine gute Annäherung an den Rigor-Zustand ist. Die Steifigkeitsergebnisse, die als Funktionen der MgATP-, MgADP- und Pi-Konzentrationen erhalten wurden, stimmten im Allgemeinen mit dem Kreuzbrückenschema überein.

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