Strukturella proteiner funktioner, exempel och egenskaper

De Strukturproteiner De är viktiga proteiner som finns i alla eukaryota celler, det vill säga de är både i djur- och grönsaksceller. Dessa är en del av extremt olika biologiska strukturer som hud, hår, spindelnät, siden, bindväv, växter cellväggar, etc.

Även om termen "strukturellt protein" vanligtvis används för att hänvisa till proteiner såsom kollagen, keratin och elastin, finns det också viktiga intracellulära strukturella proteiner som bidrar till upprätthållandet av cellernas inre struktur.

Fotografi av kollagenfibrer av typ I, en strukturell proteinklass (källa: Louisa Howard [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Dessa proteiner, som tillhör cytoskeletten, kontrollerar också den subcellulära platsen för organellerna och levererar transport- och kommunikationsmaskiner mellan dem.

Vissa strukturella proteiner har studerats i detalj och har tillåtit att förstå mer djup den allmänna proteinstrukturen. Exempel på dessa är silkefibroin, kollagen och andra.

Från studien av sidenfibroin, till exempel, den sekundära proteinstrukturen för de ß-uppförda ark och, från de första studierna som genomfördes med kollagen, beskrivs den sekundära trippelpropellerstrukturen.

Därför är strukturella proteiner väsentliga både i enskilda celler och i de vävnader som är till för.

[TOC]

Funktioner

Funktionerna för strukturella proteiner är ganska olika och beror framför allt på typen av protein i fråga. Det kan emellertid sägas att dess huvudfunktion är upprätthållandet av cellernas strukturella integritet och, i bredare mening, av kroppsstrukturen.

När det gäller kroppsstrukturproteiner har keratin till exempel funktioner i skydd och täckning, i försvar, bland andra.

Epidermis i huden hos däggdjur och andra djur har ett stort antal filament som består av keratin. Detta lager har funktioner i skyddet av organismen mot olika typer av stressiga eller skadliga faktorer.

Torn och spikar, såväl som horn och toppar, klor och naglar, som är keratiniserade vävnader, träningsfunktioner både i skyddet och i försvarets försvar.

Industriellt utnyttjas ullen och håret hos många djur för tillverkning av kläder och andra typer av kläder, så de har en ytterligare betydelse, antropocentriskt sett.

Kan tjäna dig: stromatoliter

Cellulära strukturella proteiner

Ur cellens synvinkel har strukturella proteiner transcendentala funktioner, eftersom de utgör den inre ramen som ger den karakteristiska formen för varje cell: cytoskeletten.

Som en del av cytoskeletten deltar också strukturella proteiner såsom aktin, tubulin, myosin och andra i transport- och interna kommunikationsfunktioner, liksom i cellmobilitetshändelser (i celler som kan flytta).

Förekomsten av cilia och flagella, till exempel beror till exempel på strukturella proteiner som utgör de tjocka och tunna filamenten, bestående av aktin och tubulin.

Exempel på strukturella proteiner och deras egenskaper

Eftersom det finns en stor mångfald av strukturella proteiner kommer det bara att finnas exempel på de viktigaste och rikliga bland eukaryota organismer.

Bakterier och andra prokaryoter, tillsammans med virus, har också viktiga strukturella proteiner i sina cellkroppar, men mest uppmärksamhet fokuserar på eukaryota celler.

-Aktin

Actin är ett protein som bildar filament (aktinfilament) kända som mikrofilament. Dessa mikrofilament är mycket viktiga i cytoskeletten i alla eukaryota celler.

Actin -filament är två kedjepolymerer. Dessa flexibla strukturer har 5 till 9 nm i diameter och är organiserade som linjära balkar, två dimensionella nätverk eller tre dimensionella geler.

Actin är distribuerad över kortet, men det är särskilt koncentrerat i ett skikt eller bark fäst vid plasmamembranets inre yta eftersom det är en grundläggande del av cytoskeletten.

-Kollagen

Kollagen är ett protein som finns i djur och finns särskilt rik hos däggdjur, som har minst 20 olika gener som kodar för de olika formerna av detta protein som finns i deras vävnader.

Det finns främst i ben, senor och hud, där det utgör mer än 20% av den totala proteinmassan hos däggdjur (större än procentandelen av något annat protein).

I de bindande vävnaderna där den är belägen utgör kollagen en viktig del av den fibrösa delen av den extracellulära matrisen (som också består av grundläggande substans), där den bildar elastiska fibrer som stöder stora spänningskrafter.

Kollagenfibrer

Kollagenfibrer består av enhetliga underenheter av tropokollagenmolekyler, som har 280 nm långa och 1.5nm diameter. Varje tropokollagenmolekyl består av tre polypeptidkedjor kända som alfakedjor, som är associerade med varandra som en trippelpropell.

Kan tjäna dig: metafas

Var och en av alfakedjorna har cirka 1000 aminosyravfall, där glycin, prolin, hydroxiprolin och hydroxilisin är mycket rikligt (vilket också är sant för andra strukturella proteiner såsom keratin).

Beroende på vilken typ av kollagenfiber som beaktas finns dessa på olika platser och har olika egenskaper och funktioner. Vissa är specifika för ben och dentin, medan andra är en del av brosket och så vidare.

-Keratin

Keratin är det viktigaste strukturella proteinet i keratinocyter, en av de vanligaste celltyperna i epidermis. Det är ett olösligt fibröst protein som också finns i cellerna och integument för många djur.

Efter kollagen är keratin det näst vanligaste proteinet i kroppen av däggdjur. Förutom att vara en betydande del av det yttersta skiktet i huden, är detta det huvudsakliga strukturella proteinet i hår och ull, naglar, klor och hovar, fjädrar och horn.

I naturen finns det olika typer av keratiner (analogt med de olika typerna av kollagen), som har olika funktioner. Alfa och beta keratiner är de mest kända. Den förra formen naglar, horn, spikar och epidermis av däggdjur, medan de senare är rikliga i toppar, skalor och reptilfjädrar och fåglar.

-Elastin

Elastin, ett annat protein av djurens ursprung, är en nyckelkomponent i den extracellulära matrisen och har viktiga funktioner i elasticiteten och motståndskraften hos många vävnader hos ryggradsdjur.

Dessa vävnader inkluderar artärer, lungor, ligament och senor, hud och elastisk brosk.

Elastin omfattar mer än 80% av de elastiska fibrerna som finns i den extracellulära matrisen och är omgiven av mikrofibriller som består av olika makromolekyler. Strukturen på matriserna som består av dessa fibrer varierar mellan de olika vävnaderna.

I artärerna är dessa elastiska fibrer organiserade i koncentriska ringar runt arteriell lumen; I lungorna bildar elastinfibrer en tunn ramverk i hela orgelet och koncentrerar sig på områden som alveolöppningar.

I senor är elastinfibrer parallella orienterade när det gäller vävnadsorganisation och i elastiskt brosk är dessa organiserade i en tre -dimensionell konfiguration som liknar en honungskaka av bin.

-Omfattande

Växternas cellväggar består huvudsakligen av cellulosa, men några av de proteiner som är associerade med denna struktur har också funktionell och strukturell relevans.

Kan tjäna dig: Fibronectin: Struktur och funktioner

Extensins är ett av de mest kända väggproteinerna och kännetecknas av upprepad Pentapétida -sekvens (HYP) 4. De är rika på grundläggande avfall som lysin, som bidrar till deras interaktion med de andra komponenterna i cellväggen.

Dess funktion har att göra med härdning eller förstärkning av väggarna. Förutom andra strukturella proteiner i djur finns det i växter olika typer av tillägg, som uttrycks av olika typer av celler (inte alla celler producerar tillägg).

I sojabönor produceras till exempel förlängningar av sklerekyceller, medan det i tobaksplantor har visats att laterala rötter har två lager celler som uttrycker dessa proteiner.

-Blad

Cellulära organeller har också sina egna strukturella proteiner, som är ansvariga för underhållet av deras form, deras rörlighet och många andra fysiologiska och metaboliska processer som är inneboende för dem.

Det inre regionen för kärnmembranet är associerat med en struktur som kallas kärnarken, och båda har en mycket speciell proteinkomposition. Bland proteinerna som utgör kärnamina är proteiner som kallas ark.

Lakan tillhör gruppen mellanliggande filament av typ V och det finns flera typer, de mest kända är A och B. Dessa proteiner kan interagera med varandra eller med andra inre element i kärnan såsom matris, kromatin och ett inre kärnmembran.

Referenser

1. Alberts, b., Dennis, b., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, s. (2004). Essential Cell Biology. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Gartner, L., & Hiatt, j. (2002). Histology Atlas Text (2: a upplagan.). Mexiko D.F.: McGraw-Hill Inter-American Editors.
3. Gruenbaum och., Wilson, K. L., Harel, A., Goldberg, M., & Cohen, m. (2000). Granskning: Nuclear Lamins - Strukturella fundamentfunktioner med funktioner. Journal of Structural Biology, 129, 313-323.
4. Keller, b. (1993). Strukturella cellväggproteiner. Växtfysiologi, 101, 1127-1130.
5. Mithieux, b. S. M., & Weiss, a. S. (2006). Elastin. Framsteg inom proteinkemi, 70, 437-461.
6. Sol, t., Shih, c., & Grönt, h. (1979). Keratincytoskeletoner i epitelceller i inre organ. Proc. Natl. Akad. Sci., 76(6), 2813-2817.
7. Wang, b., Yang, w., McKitrick, J., & Meyers, m. TILL. (2016). Keratin: Struktur, mekaniska egenskaper, förekomst i biologiska organismer och ansträngningar vid bioinspiration. Framsteg inom materialvetenskap.