La Miosina y la Fuerza de Contracción "Power Stroke"

En reposo y cuando no existe una contracción muscular, los sitios de unión de la miosina en la actina están ocultos y la miosina se encuentra en un estado conformacional de alta energía (M*), listas para entrar en un ciclo contráctil. La energía de la hidrólisis del ATP es usada para llevar a la miosina de un estado conformacional de baja energía (M) a un estado de alta energía, como se observa a continuación:

(M-ATP) <——> (M*-ADP-P_i)

Cuando el calcio en el citosol aumenta y los sitios de unión de la miosina en la actina se hacen disponibles, se forma un complejo actino miosina, seguido de la disociación secuencial de Pi y ADP con la conversión de miosina a su estado conformacional de baja energía. Estos eventos están acompañados de la translocación simultánea del filamento delgado hacia la línea M del sarcómero. Estos últimos eventos (que se resumen en las siguientes 2 ecuaciones) comprenden el power stroke del ciclo contráctil. Nótese que la energía requerida para el power stroke se deriva del ATP, a través de una conversión de un cambio conformacional de baja energía de miosina a un estado conformacional de alta energía. Una analogía útil es que el ATP carga el gatillo de la miosina y la formación del complejo actino miosina dispara este gatillo, liberando la energía almacenada.

(M*-ADP-P_i) + A <——> (M*-ADP-A) + P_i

(M*-ADP-A) <——> (M-A) + ADP

Al final del power stroke, el complejo actino miosina se mantiene intacto hasta que más ATP se haga disponible. La unión del ATP a la miosina es una reacción muy exergónica con el resultado de que el ATP desplaza a la actina de las cabezas de la miosina, como se indica en la siguiente ecuación. Por ende, se dice que el ATP se requiere para la relajación muscular en la cual la miosina se encuentra en su estado conformacional de alta energía. Es importante notar que el producto final (M-ATP) también es el primer sustrato para la primera reacción (mostrada anteriormente), lo cual completa las reacciones del ciclo contráctil.

(MA) + ATP <——> (M-ATP) + A