Wir haben gezeigt, dass die Hemmung der ATPase-Aktivität von Skelettmuskel-Myosin-Subfragment 1 (S1) durch Caldesmon mit der Hemmung der S1-Bindung in Gegenwart von ATP oder Pyrophosphat korreliert (Chalovich, J., Cornelius, P., und Benson, C. (1987) J. Biol Chem. 262, 5711-5716). Im Gegensatz dazu haben Lash et al. gezeigt, dass die Hemmung der ATPase-Aktivität von glattem Muskel-Heavy-Meromyosin (HMM) durch Caldesmon mit einer erhöhten Bindung von HMM an Aktin in Gegenwart von ATP korreliert (Lash, J., Sellers, J., und Hathaway, D. (1986) J. Biol. Chem. 261, 16155-16160). Wir zeigen nun, dass Caldesmon die Bindung von glattem Muskel-HMM an Aktin-Tropomyosin erhöht, während es die ATPase-Aktivität verringert. Der Effekt von Caldesmon auf die Bindung von glattem HMM wird durch Ca2+-Calmodulin umgekehrt. Caldesmon verstärkt die Bindung von glattem S1.ATP und Skelett-HMM.ATP an Aktin-Tropomyosin, jedoch weniger als glattes HMM.ATP. Diese erhöhte Bindung von glattem S1.ATP und Skelett-HMM.ATP korreliert jedoch nicht mit der Hemmung der ATPase-Aktivität. Im Gegensatz dazu konkurrieren alle glatten und Skelettmyosin-Subfragmente in Abwesenheit von ATP mit Caldesmon um die Bindung an Aktin. Der Effekt von Caldesmon auf die Bindung von Myosin-Subfragmenten an Aktin-Tropomyosin hängt also von der Myosinquelle, dem Subfragmenttyp und dem vorhandenen Nukleotid ab. Die Hemmung der aktin-aktivierten ATP-Hydrolyse durch Caldesmon unterscheidet sich jedoch nicht wesentlich zwischen verschiedenen glatten und Skelettmyosin-Subfragmenten. Es wird gezeigt, dass Caldesmon die aktin-aktivierte ATP-Hydrolyse hemmt, indem es die produktive Interaktion zwischen Myosin und Aktin, die normalerweise die ATP-Hydrolyse beschleunigt, abschwächt. Die erhöhte Bindung, die bei einigen Myosin-Subfragmenten in Anwesenheit von ATP beobachtet wird, könnte auf die Bindung dieser Subfragmente an eine unproduktive Stelle auf Aktin-Caldesmon zurückzuführen sein. Die Subfragmente, die in Anwesenheit von ATP und Caldesmon eine erhöhte Bindung zeigen, binden direkt an Caldesmon, wie durch Affinitätschromatographie gezeigt wird.
