Estudio del mecanismo de activación por fosforilación cooperativa de la contracción de músculo de tarántula

Abstract

Resumen Los filamentos gruesos de ciertos músculos se activan por fosforilación de las Cadenas Ligeras Regulatorias (CLR) de miosina, explicado en base al Motivo de Cabezas Interactuantes (MCI) de miosina, con el mecanismo de Activación por Fosforilación Cooperativa (AFC) propuesto para músculo estriado de tarántula. En este mecanismo la fuerza en sacudidas simples es producida por la rápida interacción de filamentos delgados activados por Ca2+ y un grupo de cabezas de miosina fosforiladas constitutivamente (cabezas “libres” balanceadoras) que oscilan entre estados ligados y desligados del esqueleto del filamento grueso. Al aumentar el tiempo de exposición al Ca2+ ocurre la fosforilación progresiva de las serinas 45 (Ser45) de las CLR tanto de las cabezas libres como de las otras cabezas que forman el MCI (cabezas “bloqueadas”), las cuales permanecen ligadas al esqueleto. Esta fosforilación, producida por la Quinasa de Cadena Ligera de Miosina (QCLM) activada por calmodulina-Ca2+, potencia la fuerza producida en tétanos. Para comprobar este mecanismo lo más cercano a in vivo, se estandarizó una preparación que permite registrar la fuerza de la contracción de músculos estriados intactos de tarántula y determinar, durante tétanos fusionados, el nivel de fosforilación de las CLR. Usando el paradigma “sacudida pre-tetánica – tétano - sacudida post-tetánica” se demostró en este músculo el fenómeno de potenciación post-tetánica. Se encontró que el nivel de fosforilación de las CLR, en comparación con músculo relajado, se modifica muy poco al principio de los tétanos fusionados: la mono- y bi-fosforilación en Ser45 aumenta escasamente (+5 y +3% respectivamente). En contraste, al final del plateau ocurre un aumento importante de la mono- y bi-fosforilación en Ser45 (+23 y +20% respectivamente) concomitante con la desaparición total (-39%) de las CLR no fosforiladas. La potenciación post-tetánica y el incremento de la mono- y bi-fosforilación; escaso al principio de los tétanos fusionados pero substancial a su final, junto con la concomitante desaparición de las CLR no fosforiladas, apoyan fuertemente el mecanismo AFC propuesto para tarántula. Palabras claves:contracción, músculo, miosina, fosforilación, filamento, MCI, tarántula