Занятие № 6. Тема: модели мышечного сокращения

ТЕМА: Модели мышечного сокращения. Справедливость моделей мышечного сокращения при стационарных и нестационарных режимах нагрузки

Цель: Провести сравнительный анализ моделей мышечного сокращения и их соответствия совокупности экспериментальных данных

Механическая модель головки миозина. Полный цикл работы мостика.
(по Erwin W. Becker 2000)

M1-M4, домены центральной области;

CO, область конвертера с механическим механизмом;

L, рука рычага;

PB, фосфатный карман;

C1, 50-кДа щель; C2, ATP щель; C3, SH щель;

PT, поршень притягивающий фосфат на АТФ;

HE, спираль, связывающая группу фосфатов к M1; E1, E2, упругие элементы.

После перемещения АТФ головка из прочного связывающего состояния (a) переходит на непрочное связывающее состояние (b). Отделение и перераспределение приводит к другому неустойчивому состоянию (c) и другому положению актина с оптимальной конформацией для рабочего хода. Для экономии места, диаграммы (с) и (d) перемещены направо по сравнению с их истинным положением относительно (a) и (b). При переходе к устойчивому состоянию (d) (рабочий ход) вытягивается упругий элемент E2, позволяя уйти фосфату. Передача свободной энергии, запасенной в E2 на филаменты (нити актина и миозина) возвращает систему назад (a) в результатt замены АДФ на АТФ.

Вопросы для рассмотрения на занятии:

1. Анализ моделей Хаксли и Дещеревского для стационарных режимов сокращения.

· Зависимость механических свойств от степени перекрытия нити.

· Теория Э.Хаксли. Смысл параметров.

· Модель Дещеревского. Смысл параметров.

· Связь параметров модели Дещеревского с параметрами уравнений Хилла.

2. Нестационарные режимы сокращения.

· Фазы изменения напряжения при одноступеньчатом укорочении.

· Изменения напряжения при многоступеньчатом укорочении.

· Фазы сокращения, соответствующие модели Войта.

· Модели мостика, генерирующего силу: модель Хаксли и Симмонса, модель Айзенберга и Хилла.

3. Молекулярный мотор мышцы.

· Трехмерная структура субфрагмента 1 миозина.

· Молекулярная модель рабочего цикла мостика.

Литература

· Владимиров Ю.А. Биофизика. – М., 1983, стр. 213-225

· Рубин А.Б. Биофизика. Т 2. – М., 2000, стр. 225-257

· Гусев Н.Б. Молекулярные механизмы мышечного сокращения. // СОЖ, №8, 2000, стр. 24-32

· Губанов Н.И. Медицинская биофизика. – М., 1978, стр. 251-270

· Тихонов А.И. Молекулярные моторы. Часть 2. Молекулярные основы биологической подвижности. // СОЖ, №6, 1999, стр. 17-24