МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КООПЕРАТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В АКТОМИОЗИНОВОЙ СИСТЕМЕ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗОМЕТРИЧЕСКОГО СОКРАЩЕНИЯ МЫШЦЫ
Разумова М. В., Кэмбл К. Б.
Кафедра биофизики, МГУ, Россия, **Университет штата Вашингтон, Пуллман, США
Кооперативность актомиозиновой
системы имеет большое функциональное значение. В математическую
модель цикла поперечного мостика были введены два типа кооперативного
взаимодействия: взаимодействие соседних регуляторных единиц актинового
филамента и влияние развивающих силу мостиков на формирование
новых мостиков. Второй тип рассмотрен в двух возможных вариантах:
изменение числа мостиков, участвующих в цикле за счет увеличения
вероятности для регуляторной единицы перейти в "активированное"
состояние, в котором возможно образование замкнутого мостика,
и регулировка вероятности присоединения миозинового мостика к
актиновому центру с перераспределением числа мостиков по биохимическим
состояниям внутри популяции активированных мостиков. Показаны
возможные изменения свойств системы при изменении параметров этих
типов кооперативного взаимодействия на примере зависимости силы,
развиваемой мышцей при изометрическом сокращении от концентрации
кальция. Изменение параметров кооперативности влияет на все три
характеристики этой зависимости: значение силы при насыщающей
концентрации Са2+, кальциевую чувствительность, коэффициент
Хилла и изменяет симметрию кривой относительно точки полумаксимальной
силы. В предположении существования зависимости силы кооперативного
взаимодействия от расстояния между филаментами (Fitzsimons at
al., 1998) модель дает объяснение изменению кальциевой чувствительности
с изменением длины мышцы. При сильном кооперативном взаимодействии
регуляторных единиц тонкого филамента (1ый тип кооперативности)
в модельной системе существует гистерезис стационарных состояний.