肌球蛋白是一種分子發(fā)動機, 以肌動蛋白絲作為運行的軌道。實際上, 肌球蛋白也是ATPase, 通過ATP的水解導致構型的變化從而在肌動蛋白絲上移動。這種ATPase同微管分子發(fā)動機一樣, 能夠將化學能轉變成機械能, 所以又被稱為機械化學酶(mechanochemival enzyme), 或叫發(fā)動機蛋白(motor protein)。至今所研究的肌球蛋白在微絲上的移動方向都是從(-)端移向( )端, 而ATP是發(fā)動機蛋白運動的能源。
所有的肌球蛋白都是由一個重鏈和幾個輕鏈組成，并組成三個結構和功能不同的結構域∶頭部結構域是最保守的結構域，它含有與肌動蛋白、ATP結合的位點，負責產生力。與頭部相鄰的結構域是α螺旋的頸部(α-helical neck region)，它通過同鈣調素或類似鈣調素的調節(jié)輕鏈亞基的結合來調節(jié)頭部的活性。尾部結構域含有決定尾部是同膜結合還是同其它的尾部結合的位點，因此它決定是否產生肌球蛋白二聚體還是產生肌球蛋白纖維。