Strukturelle proteinerfunksjoner, eksempler og egenskaper

De Strukturelle proteiner De er viktige proteiner som er til stede i alle eukaryote celler, det vil si at de begge er i dyre- og grønnsaksceller. Dette er en del av ekstremt forskjellige biologiske strukturer som hud, hår, edderkoppnett, silke, bindevev, plantercellevegger, etc.

Selv om begrepet "strukturelt protein" ofte brukes til å referere til proteiner som kollagen, keratin og elastin, er det også viktige intracellulære strukturelle proteiner som bidrar til å opprettholde den indre strukturen til celler.

Fotografi av kollagenfibre i type I, en strukturell proteinklasse (kilde: Louisa Howard [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Disse proteinene, som tilhører cytoskjelettet, kontrollerer også den subcellulære plasseringen av organellene og leverer transport- og kommunikasjonsmaskineriet mellom dem.

Noen strukturelle proteiner har blitt studert i detalj og har tillatt å forstå mer dybde den generelle proteinstrukturen. Eksempel på disse er silkefibroin, kollagen og annet.

Fra studiet av silkefibroin, for eksempel, den sekundære proteinstrukturen til de ß-pleide arkene, og fra de første studiene ble utført med kollagenet ble den sekundære trippel propellstrukturen beskrevet.

Derfor er strukturelle proteiner essensielle både i individuelle celler og i vevene som er for.

[TOC]

Funksjoner

Funksjonene til strukturelle proteiner er ganske forskjellige, og avhenger fremfor alt av den aktuelle proteinet. Imidlertid kan det sies at hovedfunksjonen er opprettholdelsen av cellens strukturelle integritet og i en bredere forstand av kroppsstrukturen.

Når det gjelder kroppsstrukturelle proteiner, har keratin for eksempel funksjoner i beskyttelse og dekning, til forsvar, i bevegelse, blant andre.

Epidermis i huden til pattedyr og andre dyr har et stort antall filamenter som består av keratin. Dette laget har funksjoner i beskyttelsen av organismen mot forskjellige typer stressende eller skadelige faktorer.

Torn og pigger, samt horn og topper, klør og negler, som er keratinisert vev, treningsfunksjoner både i beskyttelsen og til forsvar for kroppen.

Industrielt utnyttes ullen og håret til mange dyr for fremstilling av klær og andre typer klær, så de har en ekstra betydning, antroposentrisk sett.

Kan tjene deg: stromatolitter

Cellulære strukturelle proteiner

Fra cellens synspunkt har strukturelle proteiner transcendentale funksjoner, siden de utgjør den interne rammen som gir den karakteristiske formen til hver celle: cytoskjelettet.

Som en del av cytoskjelettet deltar også strukturelle proteiner som aktin, tubulin, myosin og andre i transport- og interne kommunikasjonsfunksjoner, så vel som i cellemobilitetshendelser (i celler som er i stand til å bevege seg).

Eksistensen av cilia og flagella, for eksempel, avhenger i stor grad av strukturelle proteiner som utgjør de tykke og tynne filamentene, sammensatt av aktin og tubulin.

Eksempler på strukturelle proteiner og deres egenskaper

Siden det er et stort mangfold av strukturelle proteiner, vil det bare være eksempler på de viktigste og rikelig blant eukaryote organismer.

Bakterier og andre prokaryoter, sammen med virus, har også viktige strukturelle proteiner i cellekroppene sine, men mest oppmerksomhet fokuserer på eukaryote celler.

-Aktin

Aktin er et protein som danner filamenter (aktinfilamenter) kjent som mikrofilamenter. Disse mikrofilamentene er veldig viktige i cytoskjelettet til alle eukaryote celler.

Aktinfilamenter er to kjedeheliske polymerer. Disse fleksible strukturene har 5 til 9 nm i diameter og er organisert som lineære bjelker, to -dimensjonale nettverk eller tre -dimensjonale geler.

Aktinen er fordelt over kortet, men det er spesielt konsentrert i et lag eller bark festet til det indre ansiktet av plasmamembranen, siden det er en grunnleggende del av cytoskjelettet.

-Kollagen

Kollagen er et protein som er til stede hos dyr og er spesielt rikelig hos pattedyr, som har minst 20 forskjellige gener som koder for de forskjellige formene for dette proteinet som finnes i vevet deres.

Det finnes først og fremst i bein, sener og hud, der den utgjør mer enn 20% av den totale proteinmassen av pattedyr (større enn prosentandelen av noe annet protein).

I bindevevet der det ligger, utgjør kollagen en viktig del av den fibrøse delen av den ekstracellulære matrisen (som også er sammensatt av grunnleggende stoff), der det danner elastiske fibre som støtter store spenningskrefter.

Struktur av kollagenfibre

Kollagenfibre er sammensatt av ensartede underenheter av tropokollagenmolekyler, som har 280 nm lange og 1.5nm diameter. Hvert tropokollagenmolekyl består av tre polypeptidkjeder kjent som alfa -kjeder, som er assosiert med hverandre som en trippel propell.

Kan tjene deg: metafase

Hver av alfakjedene har omtrent 1000 aminosyreavfall, hvor glycin, prolin, hydroksyprolin og hydroksilisin er veldig rikelig (noe som også er sant for andre strukturelle proteiner som keratin).

Avhengig av hvilken type kollagenfiber som blir vurdert, finnes disse forskjellige steder og har forskjellige egenskaper og funksjoner. Noen er spesifikke for bein og dentin, mens andre er en del av brusk og så videre.

-Keratin

Keratin er det viktigste strukturelle proteinet av keratinocytter, en av de mest tallrike celletypene av overhuden. Det er et uoppløselig fibrøst protein som også finnes i cellene og integumentene til mange dyr.

Etter kollagen er keratin det nest mest tallrike proteinet i kroppen av pattedyr. I tillegg til å være en betydelig del av det ytterste laget av huden, er dette det viktigste strukturelle proteinet av hår og ull, negler, klør og høver, fjær og horn.

I naturen er det forskjellige typer keratiner (analogt med de forskjellige typer kollagen), som har forskjellige funksjoner. Alfa og beta keratiner er de mest kjente. De tidligere formene negler, horn, pigger og epidermis hos pattedyr, mens sistnevnte er rikelig i topper, skalaer og krypdyrfjær og fugler.

-Elastin

Elastin, et annet protein av dyreopprinnelse, er en nøkkelkomponent i den ekstracellulære matrisen og har viktige funksjoner i elastisiteten og motstandskraften til mange vev hos virveldyr.

Disse vevene inkluderer arterier, lunger, leddbånd og sener, hud og elastisk brusk.

Elastin utgjør mer enn 80% av de elastiske fibrene som er til stede i den ekstracellulære matrisen og er omgitt av mikrofibriller sammensatt av forskjellige makromolekyler. Strukturen til matrisene sammensatt av disse fibrene varierer mellom de forskjellige vevene.

I arteriene er disse elastiske fibrene organisert i konsentriske ringer rundt arteriell lumen; I lungene danner elastinfibre et tynt rammeverk i hele orgelet, og konsentrerer seg om områder som alveoli -åpninger.

I sener er elastinfibre parallelt orientert når det.

-Omfattende

Celleveggene i plantene er hovedsakelig sammensatt av cellulose, men noen av proteinene som er assosiert med denne strukturen har også funksjonell og strukturell relevans.

Kan tjene deg: fibronektin: struktur og funksjoner

Extensins er et av de mest kjente veggproteinene og er preget av gjentatte Pentapétida -sekvens (HYP) 4. De er rike på grunnleggende avfall som lysin, noe som bidrar til deres interaksjon med de andre komponentene i celleveggen.

Funksjonen har å gjøre med herding eller styrking av veggene. I tillegg til andre strukturelle proteiner hos dyr, er det i planter forskjellige typer utvidelser, som uttrykkes av forskjellige typer celler (ikke alle celler produserer utvidelser).

I soyabønner produseres for eksempel utvidelser av sklerekyceller, mens det i tobakksplanter har blitt vist at laterale røtter har to lag med celler som uttrykker disse proteinene.

-Blad

Cellulære organeller har også sine egne strukturelle proteiner, som er ansvarlige for å opprettholde deres form, deres bevegelighet og mange andre fysiologiske og metabolske prosesser som ligger i dem.

Den indre regionen av kjernefysisk membran er assosiert med en struktur kjent som kjernearket, og begge har en veldig spesiell proteinsammensetning. Blant proteinene som utgjør kjernen lamina er proteiner som kalles ark.

Arkene tilhører gruppen av mellomliggende filamenter av type V, og det er flere typer, de mest kjente er A og B. Disse proteinene kan samhandle med hverandre eller med andre indre elementer i kjernen som matrise, kromatin og indre kjernefysiske membran.

Referanser

1. Alberts, f., Dennis, f., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, s. (2004). Essensiell cellebiologi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Gartner, l., & Hiatt, j. (2002). Histology Atlas Text (2. utg.). Mexico d.F.: McGraw-Hill Inter-American Editors.
3. Gruenbaum, og., Wilson, k. L., Harel, a., Goldberg, m., & Cohen, m. (2000). Gjennomgang: Nuclear Lamins - Strukturelle grunnleggende funksjoner med funksjoner. Journal of Structural Biology, 129, 313-323.
4. Keller, f. (1993). Strukturelle celleveggproteiner. Plantefysiologi, 101, 1127-1130.
5. Mithieux, f. S. M., & Weiss, a. S. (2006). Elastin. Fremskritt innen proteinkjemi, 70, 437-461.
6. Sun, t., Shih, c., & Grønn, h. (1979). Keratincytoskjeletter i epitelceller av indre organer. Proc. Natl. Acade. Sci., 76(6), 2813-2817.
7. Wang, f., Yang, w., McKitrick, J., & Meyers, m. TIL. (2016). Keratin: Struktur, mekaniske egenskaper, forekomst i biologiske organismer og innsats ved bioinspirasjon. Fremgang i materialvitenskap.