Strukturproteine ​​Funktionen, Beispiele und Eigenschaften

Der Strukturproteine Sie sind wichtige Proteine, die in allen eukaryotischen Zellen vorhanden sind, dh sowohl in tierischen als auch in pflanzlichen Zellen. Diese sind Teil extrem unterschiedlicher biologischer Strukturen wie Haut, Haare, Spinnennetz, Seide, Bindegewebe, Pflanzenzellwände usw.

Obwohl der Begriff "strukturelles Protein" üblicherweise verwendet wird, um auf Proteine ​​wie Kollagen, Keratin und Elastin zu beziehen, gibt es auch wichtige intrazelluläre strukturelle Proteine, die zur Aufrechterhaltung der inneren Struktur von Zellen beitragen.

Foto von Typ -I -Kollagenfasern, eine strukturelle Proteinklasse (Quelle: Louisa Howard [Public Domain] über Wikimedia Commons)

Diese Proteine, die zum Zytoskelett gehören, steuern auch den subzellulären Ort der Organellen und liefern die Transport- und Kommunikationsmaschinen zwischen ihnen.

Einige strukturelle Proteine ​​wurden ausführlich untersucht und haben die allgemeine Proteinstruktur mehr Tiefe verstehen. Beispiel dafür sind Seidenfibroin, Kollagen und andere.

Aus der Untersuchung von Seidenfibroin beispielsweise wurde die sekundäre Proteinstruktur der β-gepolsterten Blätter und aus den ersten Studien, die mit dem Kollagen durchgeführt wurden, die sekundäre dreifache Propellerstruktur beschrieben.

Daher sind Strukturproteine ​​sowohl innerhalb einzelner Zellen als auch in den Geweben, die für sind, essentiell.

[TOC]

Funktionen

Die Funktionen struktureller Proteine ​​sind sehr unterschiedlich und hängen vor allem von der Art des fraglichen Proteins ab. Es könnte jedoch gesagt werden, dass seine Hauptfunktion die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität der Zellen und im breiteren Sinne der Körperstruktur ist.

In Bezug.

Die Epidermis der Haut von Säugetieren und anderen Tieren hat eine große Anzahl von Filamenten, die von Keratin bestehen. Diese Schicht hat Funktionen beim Schutz des Organismus vor verschiedenen Arten von stressigen oder schädlichen Faktoren.

Dornen und Spikes sowie Hörner und Gipfel, Krallen und Nägel, die keratinisierte Gewebe sind, Funktionen sowohl für den Schutz als auch in der Verteidigung des Körpers bewirken.

Industriell werden die Wolle und das Haar vieler Tiere für die Herstellung von Kleidung und anderen Kleidungsarten ausgenutzt, sodass sie eine zusätzliche Bedeutung haben, anthropozentrisch gesehen.

Kann Ihnen dienen: Stromatoliten

Zelluläre Strukturproteine

Aus Sicht der Zellen haben Strukturproteine ​​transzendentale Funktionen, da sie den inneren Rahmen ausmachen, der die charakteristische Form jeder Zelle verleiht: das Zytoskelett.

Im Rahmen des Zytoskeletts nehmen strukturelle Proteine ​​wie Actin, Tubulin, Myosin und andere ebenfalls an Transport- und internen Kommunikationsfunktionen sowie an Zellmobilitätsereignissen teil (in Zellen, die sich bewegen können).

Die Existenz von Zilien und Flagellen hängt beispielsweise weitgehend von strukturellen Proteinen ab, die die dicken und dünnen Filamente aus Actin und Tubulin zusammensetzen.

Beispiele für Strukturproteine ​​und deren Eigenschaften

Da es eine große Vielfalt von Strukturproteinen gibt, wird es nur Beispiele für die wichtigsten und reichlichsten unter eukaryotischen Organismen geben.

Bakterien und andere Prokaryoten haben zusammen mit Viren auch wichtige Strukturproteine ​​in ihren Zellkörpern. Die meisten Aufmerksamkeit konzentrieren sich jedoch auf eukaryotische Zellen.

-Aktin

Actin ist ein Protein, das Filamente (Aktinfilamente) bildet, die als Mikrofilamente bezeichnet werden. Diese Mikrofilamente sind im Zytoskelett aller eukaryotischen Zellen sehr wichtig.

Aktinfilamente sind zwei kettenhelikale Polymere. Diese flexiblen Strukturen haben einen Durchmesser von 5 bis 9 nm und sind als lineare Strahlen, zwei dimensionale Netzwerke oder dreidimensionale Gele organisiert.

Das Actin ist in der Karte verteilt, es ist jedoch besonders in einer Schicht oder Rinde konzentriert, die an der inneren Gesicht der Plasmamembran gebunden ist, da es ein grundlegender Teil des Zytoskeletts ist.

-Kollagen

Kollagen ist ein Protein, das bei Tieren vorhanden ist und bei Säugetieren besonders reichlich vorhanden ist, die mindestens 20 verschiedene Gene haben, die die verschiedenen Formen dieses Proteins codieren, die in ihren Geweben zu finden sind.

Es ist hauptsächlich in Knochen, Sehnen und Haut vorhanden, wo es mehr als 20% der gesamten Proteinmasse von Säugetieren ausmacht (größer als der Prozentsatz eines anderen Proteins).

In den Bindegeweben, in denen es sich befindet, ist das Kollagen einen wichtigen Teil des faserigen Teils der extrazellulären Matrix (die auch aus grundlegender Substanz besteht), wo es elastische Fasern bildet, die große Spannungskräfte unterstützen.

Struktur von Kollagenfasern

Kollagenfasern bestehen aus gleichmäßigen Untereinheiten von Tropocollagen -Molekülen, die 280 nm lang und 1 haben.5nm Durchmesser. Jedes Tropocollagen -Molekül besteht aus drei Polypeptidketten, die als Alpha -Ketten bekannt sind, die als dreifacher Propeller miteinander verbunden sind.

Kann Ihnen dienen: Metaphase

Jede der Alpha -Ketten verfügt über etwa 1000 Aminosäureabfälle, wobei Glycin, Prolin, Hydroxyprolin und Hydroxilisin sehr reichlich vorhanden sind (was auch für andere strukturelle Proteine ​​wie Keratin gilt).

Abhängig von der Art der in Betracht gezogenen Kollagenfasern befinden sich diese an verschiedenen Stellen und haben unterschiedliche Eigenschaften und Funktionen. Einige sind spezifisch für Knochen und Dentin, während andere Teil des Knorpels sind und so weiter.

-Keratin

Keratin ist das wichtigste Strukturprotein von Keratinozyten, eine der am häufigsten vorkommenden Zelltypen der Epidermis. Es ist ein unlösliches fibröses Protein, das auch in den Zellen und vieler Tiere vorkommt.

Nach Kollagen ist Keratin das zweithäufigste Protein im Körper von Säugetieren. Dies ist nicht nur ein wesentlicher Bestandteil der äußersten Hautschicht, sondern das Hauptstrukturprotein aus Haaren und Wolle, Nägeln, Krallen und Hufen, Federn und Hörnern.

In der Natur gibt es verschiedene Arten von Keratinen (analog zu den verschiedenen Arten von Kollagen), die unterschiedliche Funktionen haben. Alfa und Beta -Keratine sind die bekanntesten. Die erstere Formnägel, Hörner, Spikes und Epidermis von Säugetieren, während letztere in Gipfel, Skalen und Reptilienfuß und Vögeln reichlich vorhanden sind.

-Elastin

Elastin, ein weiteres Protein tierischer Herkunft, ist eine Schlüsselkomponente der extrazellulären Matrix und hat wichtige Funktionen für die Elastizität und Belastbarkeit vieler Gewebe bei Wirbeltieren.

Diese Gewebe umfassen Arterien, Lungen, Bänder und Sehnen, Haut und elastischer Knorpel.

Elastin besteht aus mehr als 80% der in der extrazellulären Matrix vorhandenen elastischen Fasern und ist von Mikrofibrillen umgeben, die aus verschiedenen Makromolekülen bestehen. Die Struktur der aus diesen Fasern bestehenden Matrizen variiert zwischen den verschiedenen Geweben.

In den Arterien sind diese elastischen Fasern in konzentrischen Ringen rund um das arterielle Lumen organisiert. In der Lunge bilden Elastinfasern im gesamten Organ ein dünnes Gerüst und konzentrieren sich auf Bereiche wie Alveolenöffnungen.

In Sehnen sind Elastinfasern parallel in Bezug.

-Umfangreich

Die Zellwände der Pflanzen bestehen hauptsächlich aus Cellulose. Einige der mit dieser Struktur verbundenen Proteine ​​haben jedoch auch funktionelle und strukturelle Relevanz.

Kann Ihnen dienen: Fibronektin: Struktur und Funktionen

Die Erweiterungen sind eines der bekanntesten Wandproteine ​​und sind durch wiederholte Pentapétida -Sequenz (Hyp) 4 gekennzeichnet. Sie sind reich an Basisabfällen wie Lysin, was zu ihrer Wechselwirkung mit den anderen Komponenten in der Zellwand beiträgt.

Seine Funktion hat mit der Verhärtung oder Stärkung der Wände zu tun. Sowie andere strukturelle Proteine ​​bei Tieren gibt es in Pflanzen verschiedene Arten von Erweiterungen, die von verschiedenen Zellenarten exprimiert werden (nicht alle Zellen produzieren Erweiterungen).

In Sojabohnen zum Beispiel werden Erweiterungen von Sklerechiezellen erzeugt, während in Tabakpflanzen gezeigt wurde, dass laterale Wurzeln zwei Zellenschichten haben, die diese Proteine ​​exprimieren.

-Blatt

Zellorganellen haben auch ihre eigenen strukturellen Proteine, die für die Aufrechterhaltung ihrer Form, ihre Motilität und viele andere physiologische und metabolische Prozesse verantwortlich sind, die ihnen verbunden sind.

Die innere Region der Kernmembran ist mit einer Struktur verbunden. Unter den Proteinen, aus denen sich die Kernlamina zusammensetzt.

Die Blätter gehören zur Gruppe der Zwischenfilamente vom Typ V und es gibt verschiedene Arten, die bekanntesten sind A und B. Diese Proteine ​​können miteinander oder mit anderen internen Elementen des Kerns wie Matrix, Chromatin und interner Kernmembran interagieren.

Verweise

1. Alberts, geb., Dennis, geb., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Essentielle Zellbiologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Gartner, l., & Hiatt, j. (2002). Histology Atlas Text (2. Aufl.). Mexiko d.F.: McGraw-Hill Inter-American Editoren.
3. Gruenbaum und., Wilson, k. L., Harel, a., Goldberg, m., & Cohen, m. (2000). Überprüfung: Nuklearlamine - Strukturelle Grundlagenfunktionen mit Funktionen. Zeitschrift für Strukturbiologie, 129, 313-323.
4. Keller, b. (1993). Strukturzellwandproteine. Pflanzenphysiologie, 101, 1127-1130.
5. Mithieux, geb. S. M., & Weiss, a. S. (2006). Elastin. Fortschritte in der Proteinchemie, 70, 437-461.
6. Sonne, t., Shih, c., & Grün, h. (1979). Keratin -Zytoskelette in Epithelzellen interner Organe. Proc. Natl. Acade. Sci., 76(6), 2813-2817.
7. Wang, b., Yang, w., McKitrick, j., & Meyers, m. ZU. (2016). Keratin: Struktur, mechanische Eigenschaften, Auftreten in biologischen Organismen und Bioinspirationsbemühungen. Fortschritte in der Materialwissenschaft.