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Calciumionen-unabhängige Kontraktion und ATPase bei glycerinierten Muskelfasern nach alkalischer Extraktion von Troponin

Contraction cycle without calcium ions after extraction of troponin from glycerinated muscle fibres

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Summary

The inhibition of the actomyosin ATPase-activity and of the production of tension in glycerol extracted muscle fibres (dorsolongitudinal flight muscle ofLethocerus maximus, DLM) by Ca-removal with EGTA depends on the troponintropomyosin-factor system.

This factor can be removed from glycerinated fibrillar-but not from afibrillar-muscle by short extraction with 0.05 MKCl 0.02 M Tris buffer pH 7.5–8.0. Combination of EGTA-insensitive (synthetic) skeletal muscle actomyosin with the extracted factor restores the EGTA-sensitivity.

After alkaline extraction of the factor the fibres are able to develop the full contractile tension with MgATP even in the presence of EGTA. Under these conditions the ATPase is equally active as with Ca-ions before extraction. The contractile tension and the ATPase-activity can then be reversibly inhibited by 0.5 M thiourea. This means, that the contractile cycle can be isolated from its control by Ca-ions and the troponin-factor without impairing the development of tension.

After alkaline extraction the fibres have lost their ability to oscillate. They are no longer activated by stretch or deactivated by release. Hence they are able to contract to 30% L0 in the presence of MgATP.

Zusammenfassung

Die Hemmung der ATPase und der Kontraktion durch Entzug von Calciumionen hängt auch bei extrahierten Insektenmuskeln (dorsolongitudinale Flugmuskeln vonLethocerus maximus, DLM) von der Anwesenheit des Troponin-Tropomyosin-Faktors ab.

Der Faktor kann nur aus den fibrillären,—nicht aber aus den afibrillären—, glycerinextrahierten Insektenmuskelfasern durch Tris-KCl-Lösung, Ionenstärke:I } 0,04, schon bei pH 7,5–8,0 extrahiert werden. Mit dem alkalisch extrahierten Faktor gelang es, synthetisches Skeletmuskel-Actomyosin wiedern beeinflußbar durch Calciumionen bzw. EGTA zu machen.

Nach Extraktion des Faktors ist in den fibrillären Muskelfasern die ATPase aktiviert und die Spannungsentwicklung ist mindestens ebenso hoch wie vor alkalischer Extraktion bei maximaler Aktivierung mit Calciumionen.

Die ATP-Kontraktion in extrahierten Fasern kann durch den Interaktions-inhibitor Thioharnstoff (0,5 M) reversibel gehemmt werden. Damit ist erstmalig der Kontraktionsvorgang in glycerinextrahierten Muskelfasern ohne Beeinträchtigung der Spannungsentwicklung von seiner Steuerung durch Calciumionen und den Troponin-Faktor funktionell isoliert worden.

Die alkalisch extrahierten Fasern verlieren ihre Dehnungsaktivierbarkeit und die Fähigkeit zur Oscillation. Auch die Deaktivierung bei Verkürzung und die Kontraktionsbegrenzung bei 80% der Ruhelänge fehlt. Deswegen verkürzen sich die alkalisch extrahierten Fasern bis 30% Ruhelänge.

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Meinrenken, W. Calciumionen-unabhängige Kontraktion und ATPase bei glycerinierten Muskelfasern nach alkalischer Extraktion von Troponin. Pflugers Arch. 311, 243–255 (1969). https://doi.org/10.1007/BF00590528

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Key words

  • Insect Flight Muscle
  • Troponin Factor
  • Activation without Calcium
  • Contraction Cycle

Schlüsselwörter

  • Insektenflugmuskel
  • Troponin-Faktor
  • Aktivierung ohne Calcium
  • Kontraktionsvorgang