The activating effects of calcium ions on the contractile systems of insect fibrillar flight muscle

✍ Scribed by H. H. Brocke

• Publisher: Springer
• Year: 1966
• Tongue: English
• Weight: 599 KB
• Volume: 290
• Category: Article
• ISSN: 0031-6768
• DOI: 10.1007/bf00362620

✦ Synopsis

Zusammen/assung. Wir untersuchten bei den fibrill~ren Flugmuskeln eines Insektes (Lethocerus) die Calciura-induzierte Aktivierung der ATP-ase und der Kontraktion yon Myofibrillen und Actorayosin, den Calciumbedarf und die Bedingungen fiir die Calcium-Aktivierung.

1. Calcium-Ionen aktivieren die ATP-ase-A_ktivit~it yon Myofibrillen und Actorayosin, nieht aber diejenigen yon Sarkosoraen, wenn die Konzentration yon ATP und Mg 2+ etwa 5 mM ist.

2. Eine etwa 50°/0ige Aktivierung der Aetorayosin-ATP-ase beobachtet man bei einer Calcium-Konzentration yon etwa i0 -7 M.

3. Die prozentuale Aktivierung der ATP-ase durch Calcium-Ionen (10 -6 M) ist etwa 5--10real geringer ats bei nieht oscillierenden Insekten-Muske]n und bei quergestrcifter Skeletmuskulatur.

4. Die geringe ATP-ase Aktivit~t yon isoliertem Myosin und die Superpr~cipitation eines Aetorayosingels im Calcium-freien ,,Erschlaffungsmedium" sprechen dafiir, dab die relativ hohe ATP-ase der Fibrillen und des Actomyosin ira Erschlaffungsraedium nicht auf der Myosin-ATP-ase beruht, sondern auf der Actomyosin-ATP-ase oder auf einer zus~tzlichen ATP-ase.

5. Caleium-Entzug bewirkt nur dann Erschlaffung in glycerinextrahierten Muske]fasern und in Actomyosin-Pr~paraten, wenn Magnesiumionen anwesend sind. Anderseits wird die ttemmung der ATP-ase-Aktivit~t durch Calcium-Entzug bei Zugabe yon Magnesiumionen kleiner.

6. Die Kontraktion, die durch Zugabe yon Calciumionen ausgel5st wird, ist yon einer erhShten ATP-ase-Aktivit~t begleitet; die Kontraktion, welche dutch Magnesiumentzug selbst in Abwesenheit yon Calciuraionen ausgelSst werden kann, ist mit einer erniedrigten ATP-ase-Aktivit~t verbunden. Dieser Unterschied k6nnte fiir einen verschiedenen Mechanismus der beiden Kontraktionen spreehen.

Summary. The Ca 2+ induced activation of the ATP-asc and contraction of rayofibrils and actomyosin from fibrillar insect flight muscle, the sensitivity to Ca ~+ and conditions for the Ca 2+ activation have been investigated.

1. Ca 2+ activate the ATP-ase of the myofibrils and of the actomyosin but not that of raitochondria (in presence of l~g~+).

2. 50% activation of ATP-ase is produced by about 10 -~ ICI Ca 2+.

3. The degree of ATP-ase activation'by Ca 2+ (10 -6 M) is five to ten times less than in non-oscillating insect muscle or in vertebrate-skeletal muscle.

4. The low ATP-ase activity of isolated myosin and the superprecipitation of an actomyosin gel in the relaxing medium suggest that the relativly high ATP-ase * Dedicated to Prof. Dr. H. H. WEB~ on the occasion of his 70th birthday.