Determinants of processivity in the single-headed class IX myosins
Final Report Abstract
Motormoleküle der Myosinfamilie können chemische Energie, die sie aus der Hydrolyse von Adenosintriphosphat (ATP) gewinnen, in gerichtete mechanische Kraft entlang von Aktinfilamenten umwandeln. Einige Myosinmoleküle können sich kontinuierlich entlang von Aktinfilamenten bewegen. Um einen Schritt vorwärts machen zu können, muss die Motorregion vorübergehend das Aktinfilament loslassen und diffundiert dann weg. Dies lässt sich verhindern, wenn ein Myosinmolekül zwei Motorregionen besitzt, die abwechselnd an das Aktinfilament gebunden sind. Eine Voraussetzung für eine kontinuierliche Bindung des Motormoleküls an das Aktinfilament bei gleichzeitiger Bewegung ist demnach das Vorhandensein von zwei Motorregionen. Wir haben das Motormolekül Myo9 identifiziert, das nur eine Motorregion besitzt, aber trotzdem typische Eigenschaften einer kontinuierlichen Bewegung entlang von Aktinfilamenten zeigt. Die Motorregion von Myo9 enthält im Vergleich mit anderen Motormolekülen eine sehr viel längere sogenannte Schleife 2. Wir konnten nun zeigen, dass für die kontinuierliche Bewegung diese Schleife 2 verantwortlich ist. Sie interagiert elektrostatisch mit dem Aktinfilament und verhindert die Dissoziation der Motorregion. Unerwarteterweise enthält diese Schleife 2 auch eine Bindungsstelle für das Ca2+-bindende Protein Calmodulin. Die Bindung von Ca2+-Ionen durch das Calmodulin schaltet die Motoraktivität aus. Zusammenfassend besitzt das Motormolekül Myo9 neuartige Motoreigenschaften, die bisher von verwandten Myosinmolekülen nicht bekannt waren.
Publications
- (2010) The head of myosin IX binds calmodulin and moves processively towards the plus-end of actin filaments. J. Biol. Chem. 285: 24933-24942
Liao W, Elfrink K and Bähler M
- (2011) Cellular functions of class IX myosins in epithelia and immune cells. Biochem Soc Trans. 39(5):1166-8
Bähler M, Elfrink K, Hanley PJ, Thelen S, Xu Y
- (2014) The loop2 insertion of type IX myosin acts as an electrostatic actin tether that permits processive movement. PLoS One. 2014 Jan 9;9(1):e84874
Elfrink K, Liao W, Pieper U, Oeding SJ, Bähler M
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0084874)
