Cinética de ponte-cruzada, cooperatividade, e pontes-cruzadas negativamente tensas em músculo liso de vertebrados. Um estudo de fotólise com flash laser

Os efeitos da libertação fotólise com flash laser de ATP a partir de ATP engaiolado em transientes de rigidez e tensão foram estudados no músculo liso permeabilizado da veia da cobaia. Durante o rigor, induzido pela remoção de ATP dos músculos relaxados ou contraídos, a rigidez foi maior do que no músculo relaxado, e a microscopia electrónica mostrou pontes transversais ligadas a filamentos de actina num ângulo de aproximadamente 45 graus. Na ausência de Ca2+, a libertação de ATP (0,1-1 mM) para os músculos em rigor causou relaxamento, com a cinética a indicar a refixação cooperativa de algumas pontes-cruzadas. O fosfato inorgânico (Pi; 20 mM) acelerou o relaxamento. Uma rápida fase de desenvolvimento da força, acompanhada de uma diminuição da rigidez e não afectada por 20 mM Pi, foi observada após a libertação de ATP nos músculos que foram libertados por 0,5-1,0% imediatamente antes do pulso laser. Este aumento de força observado após o descolamento sugere que as pontes transversais podem suportar uma tensão negativa. A constante de segunda ordem para o descolamento das pontes transversais de rigor por ATP, na ausência de Ca2+, foi estimada em 0,1-2,5 X 10(5) M-1s-1, o que indica que esta reacção é demasiado rápida para limitar a taxa de hidrólise de ATP durante as contracções fisiológicas. Na presença de Ca2+, o desenvolvimento da força ocorreu a uma taxa (0,4 s-1) semelhante à do tecido intacto, estimulado electricamente. A taxa de desenvolvimento de força foi uma ordem de magnitude mais rápida nos músculos que tinham sido tiofosforados com ATP gama S antes da libertação fotoquímica de ATP, o que indica que em condições fisiológicas, em músculos não tiofosforados, a fosforilação da cadeia de luz, em vez das propriedades intrínsecas das pontes transversais de actomiosina, limita a taxa de desenvolvimento de força. A libertação de ATP micromolar ou CTP a partir de ATP ou CTP enjaulado causou o desenvolvimento de força até 40% da tensão máxima activa na ausência de Ca2+, consistente com a fixação cooperativa de pontes cruzadas. A refixação cooperativa de pontes cruzadas desfosfóricas pode contribuir para a manutenção forçada a baixo custo energético e baixas taxas de ciclagem de pontes cruzadas em músculo liso.