Bioquímica Básica
22.1.1 Filamentos grossos: miosina
região compreendida entre duas linhas Z (Figura 22.1).
22.1.1 Filamentos grossos: miosina
Os filamentos grossos são constituídos basicamente por miosina, uma proteína com seis cadeias polipeptídicas, duas maiores, as cadeias pesadas (MHC, de Myosin Heavy Chain) e quatro menores, as cadeias leves (MLC, de Myosin Light Chain), iguais duas a duas. As cadeias organizam-se em um segmento fibroso, a cauda da miosina, e duas porções globulares
idênticas, as cabeças da miosina (Figura 22.2). As cabeças da miosina são também chamadas de S1, por corresponderem a um dos fragmentos peptídicos produzidos por digestão parcial da miosina com enzimas proteolíticas, o fragmento S1 (de Subfragment 1). A cauda é um longo bastão em dupla-hélice, resultante da associação das duas cadeias pesadas, com estrutura em α-hélice, que se enrolam uma sobre a outra, ao longo de grande extensão da região carboxila terminal. Na extremidade aminoterminal da dupla-hélice, as cadeias pesadas dobram-se separadamente e cada uma une-se a duas cadeias leves formando as cabeças da miosina. Cada cabeça (S1) consta de uma extremidade esférica e um pedúnculo; a primeira contém o domínio catalítico e o segundo, o domínio mecânico (ou regulador). O domínio catalítico contém o centro ativo com atividade ATPásica e o sítio de ligação aos filamentos finos. O domínio mecânico é constituído por um trecho em hélice da cadeia pesada ao qual se entrelaçam duas cadeias leves; situa-se entre o domínio catalítico e a cauda da miosina, aos quais se une por ligações flexíveis. Ou seja, o domínio mecânico apresenta dois pontos de articulação, que permitem mudança de sua orientação durante o ciclo de contração muscular, razão pela qual é chamado de “braço-alavanca” (lever arm).
Os filamentos grossos são formados por centenas de moléculas de
miosina, associadas cauda a cauda (Figura 22.3). As cabeças ficam orientadas em direções opostas em relação ao centro do sarcômero, onde se encontram somente segmentos lineares, as caudas, que constituem a zona
mais clara ao redor da banda M na Figura 22.1. As cabeças projetam-se a intervalos regulares, podendo ligar-se aos filamentos finos, constituindo as pontes cruzadas.
Figura 22.1 a) Diagrama da estrutura do sarcômero. Os filamentos grossos (azuis) e os finos (amarelos) são organizados em paralelo por duas estruturas transversais, os discos Z (pretos) e M (vermelho). Os discos Z definem os limites do sarcômero e ancoram os filamentos finos. Os filamentos de titina (verdes) são flexíveis e conectam os filamentos grossos aos discos Z e M. Os filamentos extrassarcoméricos (linhas pontilhadas) ligam-se a proteínas integradas (magenta) do sarcolema (barra cor pistache, com borda magenta). b) Micrografia eletrônica de um segmento de miofibrila em corte longitudinal. As regiões de sarcômeros adjacentes ocupadas somente por filamentos finos aparecem como uma faixa clara, a banda I, em cujo centro localiza-se o disco Z. Os filamentos grossos sobrepostos a uma parte dos filamentos finos formam a zona escura no meio do sarcômero, a banda A, no centro da qual fica o disco M. Adaptada de Agarkova e Perriar, 2005.
Figura 22.2 A molécula de miosina apresenta um segmento fibroso, a cauda, e duas porções globulares, as cabeças (S1). A cauda é formada pelo enrolamento das duas cadeias pesadas (MHC) em α-hélice; estas, na região aminoterminal, separam-se e cada uma se une a duas cadeias leves (MLC), originando S1. A estrutura de S1, detalhada no retângulo à esquerda, consta de uma extremidade esférica e um pedúnculo. A extremidade esférica resulta do dobramento da cadeia pesada (azul) e corresponde ao domínio catalítico, que inclui o centro ativo e o sítio de ligação aos filamentos finos, com forma de fenda; o pedúnculo é formado por um trecho da cadeia pesada em α-hélice simples, estabilizada pela associação de duas cadeias leves (em amarelo e vermelho), e corresponde ao domínio mecânico (lever arm).