Muskelkontraktion sker endast när energimolekylen heter adenosintrifosfat (ATP) är närvarande. ATP har tre fosfatgrupper som den kan ge bort, frigör energi varje gång. Myosin är motorproteinet som gör muskelkontraktion genom att dra på aktinstänger (trådar) i muskelceller. Bindning av ATP till myosin får motorn att släppa greppet på aktinstången. Att bryta av en fosfatgrupp av ATP och släppa de resulterande två bitarna är hur myosin når ut för att göra en annan stroke. Muskelceller innehåller molekyler som hjälper till att göra ATP, inklusive NADH, FADH2 och kreatinfosfat.

ATP-struktur

ATP har tre delar. En sockermolekyl som heter ribos är i mitten, kopplad till en molekyl som kallas adenin på sidan och en kedja av tre fosfatgrupper på andra sidan. ATP: s energi hittas fosfatgrupperna. Fosfatgrupper är mycket negativt laddade, vilket innebär att de naturligt avstör varandra. I ATP hålls emellertid de tre fosfatgrupperna intill varandra genom kemiska bindningar. Spänningen mellan bindningen är den elektrostatiska avstängningen den lagrade energin. När bindningen mellan två fosfatgrupper bryts sönder de två fosfaterna varandra, vilket är den energi som rör enzymet som kramar ATP-molekylen. ATP bryts i ADP (adenosindifosfat) och fosfat (P). ADP har bara två fosfater kvar.

Myosinstruktur

Myosin är en familj av motorproteiner som ger kraft för att flytta saker i en cell. Myosin II är motorn som gör muskelkontraktion. Myosin II är en motor som binder till och drar på aktinfilament, vilka är parallella stavar som sträcker sig längs en muskelcells längd. Myosiner har två separata delar; den tunga kedjan och den lätta kedjan. Den tunga kedjan har tre regioner, som en näve, handled och underarm. Den tunga kedjan har en huvuddomän, som är som näve som binder ATP och drar på aktinstången. Nackområdet är handleden som förbinder huvuddomänen med svansen. Svansdomänen är underarmen, som rullar runt svansarna från andra myosinmotorer vilket resulterar i ett bunt motorer som är fästa ihop.

Strömbrytningen

När myosin tar sig till en aktinfilament och drar, myosin kan inte släppas tills en ny ATP-molekyl fäster. Efter att ha släppt aktinfilamentet bryter myosin den yttersta fosfatgruppen av ATP, vilket medför att myosinet ska huvudet räta upp, redo att binda och dra aktin igen. I detta rätta läge griper myosin till aktinstången igen. Sedan frigör myosin ADP och fosfat, vilket resulterade i att ATP avbröts. Utsprutning av dessa två molekyler gör att myosinhuvudet binder vid nacken, som en näve som krullar mot underarmen. Denna krullningsrörelse drar aktinfilamentet, vilket gör att muskelcellen kan komma i kontakt. Myosin släpper inte aktin tills en ny ATP-molekyl fäster.

Snabb energi

ATP är den molekyl som behövs för muskelkontraktion. Eftersom muskelceller använder ATP i hög takt, har de sätt att snabbt göra ATP. Muskelceller har stora mängder molekyler som hjälper till att generera nya ATP. NAD + och FAD + är molekyler som bär elektroner i form av NADH respektive FADH2. Om ATP är som en $ 20 faktura som räcker för de flesta enzymer för att köpa en typisk amerikansk måltid, vilket betyder att en reaktion är, så är NADH och FADH2 som $ 5 respektive $ 3 presentkort. NADH och FADH2 ger sina elektroner till det som kallas elektrontransportkedjan, som använder elektronerna för att generera nya ATP-molekyler. Analogt kan NADH och FADH2 anses vara sparande obligationer. En annan molekyl i muskelceller är kreatinfosfat, vilket är ett socker som ger sin fosfatgrupp bort till ADP. På så sätt kan ADP snabbt laddas till ATP.