骨格筋ミオシンによる完全な力の生産には、必須のライトチェーンが必要です

筋肉収縮の原因となる分子モーターであるミオシンは、それぞれ2つの軽鎖を持つ2つの重鎖で構成されています。サブフラグメント1の結晶構造は、調節光鎖（RLC）と本質的な光鎖（ELC）の両方が、重鎖の拡張されたアルファヘリカルセグメントを安定化することを示しています。最近、いずれかの軽鎖を除去すると、アクチン活性化ATPase活性が大幅に喪失することなくアクチンフィラメントスライド速度が著しく低下することが最近示されました。ここでは、単一のアクチンフィラメント力の測定により、RLC除去が等尺性力にほとんど影響を及ぼさないことを示しますが、ELC除去は等尺性力を50％以上減少させます。これらのデータは、サブフラグメント1が軽鎖除去に敏感なトルクモーターとして動作する単純な機械モデルで解釈されます。RLCを除去する効果はこのモデルの範囲内に適合しますが、荷積みされたデューティサイクルの減少に反映されるように、Crossbridge速度論の変化は、おそらくELC欠損ミオシンの速度の低下と力の生成に寄与します。

Myosin, a molecular motor that is responsible for muscle contraction, is composed of two heavy chains each with two light chains. The crystal structure of subfragment 1 indicates that both the regulatory light chains (RLCs) and the essential light chains (ELCs) stabilize an extended alpha-helical segment of the heavy chain. It has recently been shown in a motility assay that removal of either light chain markedly reduces actin filament sliding velocity without a significant loss in actin-activated ATPase activity. Here we demonstrate by single actin filament force measurements that RLC removal has little effect on isometric force, whereas ELC removal reduces isometric force by over 50%. These data are interpreted with a simple mechanical model where subfragment 1 behaves as a torque motor whose leyer arm length is sensitive to light-chain removal. Although the effect of removing RLCs fits within the confines of this model, altered crossbridge kinetics, as reflected in a reduced unloaded duty cycle, probably contributes to the reduced velocity and force production of ELC-deficient myosins.