Strukturālais proteīns

Strukturālie proteīni galvenokārt kalpo kā stiepes veidotāji šūnās un audos. Viņiem parasti nav fermentatīvas funkcijas, tāpēc parasti tie netraucē vielmaiņas procesus. Strukturālie proteīni parasti veido garas šķiedras un dod z. B. saišu, cīpslu un kaulu izturība un kustīgums, mobilitāte. Vairāki dažādi strukturālo olbaltumvielu veidi veido apmēram 30% no visiem olbaltumvielām, kas rodas cilvēkā.

Kas ir strukturālais proteīns?

Olbaltumvielas, kas galvenokārt piešķir audiem tā struktūru un izturību pret asarām, ir apkopotas ar terminu “strukturālie proteīni”. Strukturālos proteīnus raksturo tas, ka parasti tie nav iesaistīti fermentatīvi-katalītiskos metabolisma procesos.

Skleroproteīni, kas tiek pieskaitīti pie strukturālajiem olbaltumvielām, parasti veido garu ķēžu molekulas savērtu aminoskābju veidā, kas ir savstarpēji saistītas caur peptīdu saitēm. Strukturālajos proteīnos bieži ir atkārtotas aminoskābju sekvences, kas ļauj molekulām būt īpašām sekundārajām un terciārajām struktūrām, piemēram, divkāršām vai trīskāršām helikām, kas rada īpašu mehānisko izturību. Svarīgi un zināmi strukturālie proteīni ir z. B. Keratīns, kolagēns un elastīns. Keratīns ir viens no šķiedru veidojošajiem strukturālajiem proteīniem, kas piešķir struktūru ādai (epidermai), kā arī matiem un nagiem.

Tā kā cilvēka ķermenī ir vairāk nekā 24% visu olbaltumvielu, kolagēni veido lielāko strukturālo olbaltumvielu grupu. Kolagēniem pārsteidzoši ir tas, ka katra trešā aminoskābe ir glicīns un tiek uzkrāts glicīna-prolīna-hidroksiprolīna secība. Asaru izturīgie kolagēni ir vissvarīgākie kaulu, zobu, saišu un cīpslu (saistaudu) komponenti. Pretstatā kolagēniem, kurus diez vai var izstiepties, elastīns atsevišķiem audiem dod iespēju izstiepties. Tāpēc elastīns ir svarīga sastāvdaļa plaušās, asinsvadu sienās un ādā.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Dažādas olbaltumvielu klases tiek iekļautas terminā “strukturālie proteīni”. Visām strukturālajām olbaltumvielām ir kopīgs, ka to galvenā funkcija ir dot struktūru un stiprumu audiem, kuros tie atrodas. Nepieciešams plašs nepieciešamo strukturālo īpašību klāsts. Kolagēni, kas veido strukturālo olbaltumvielu saitēs un cīpslās, ir ārkārtīgi izturīgi pret asarām, jo ​​saites un cīpslas ir pakļautas lielam spriegumam pret izturību pret asarām.

Kolagēniem, kas ir kaulu un zobu sastāvdaļa, jāspēj veidot arī izturīgas struktūras. Papildus izturībai pret plīsumiem citiem ķermeņa audiem ir nepieciešama īpaša elastība, lai tie spētu pielāgoties attiecīgajiem apstākļiem. Šo uzdevumu pilda strukturālie proteīni, kas pieder pie elastīnu grupas. Tās var būt izstieptas un ierobežotā mērā salīdzināmas ar auduma elastīgajām šķiedrām. Elastīni ļauj ātri pielāgot tilpumu asinsvados, plaušās un dažādās ādās un membrānās, kas apņem orgānus un ir jāmaina ar mainīgajiem orgānu izmēriem. Arī cilvēka ādā kolagēni un elastīni papildina viens otru, nodrošinot gan ādas tvirtumu, gan spēju kustēties.

Kaut arī saišu un cīpslu kolagēni galvenokārt garantē stiepes izturību noteiktā virzienā, keratīniem, kas ir nagu un nagu daļa, ir jānodrošina līdzena (divdimensiju) izturība. Citu strukturālo olbaltumvielu klasi veido tā sauktie motoriskie proteīni, kas ir galvenā muskuļu šūnu sastāvdaļa. Miozīnam un citiem motora proteīniem ir spēja sašaurināties noteikta nervu stimula dēļ, tāpēc muskuļi īslaicīgi saīsinās, vienlaikus izmantojot enerģiju.

Izglītība, sastopamība un īpašības

Strukturālie proteīni, tāpat kā citi proteīni, tiek sintezēti šūnās. Priekšnosacījums ir garantēts, ka tiek piegādātas atbilstošās aminoskābes. Pirmkārt, vairākas aminoskābes ir saistītas, veidojot peptīdus un polipeptīdus. Šīs olbaltumvielu daļas tiek saliktas uz neapstrādātā endoplazmatiskā retikuluma, veidojot lielākas daļas un pēc tam veidojot pilnīgu olbaltumvielu molekulu.

Strukturālie proteīni, kuriem ārpusšūnu matricā jāveic funkcijas ārpus šūnām, ir marķēti un ar sekrēcijas pūslīšu palīdzību ar eksocitozi tiek pārvadāti ārpusšūnu telpā. Nepieciešamās strukturālo olbaltumvielu īpašības aptver plašu spektru starp stiepes izturību un elastību. Strukturālie proteīni parasti notiek tikai kā audu daļa, tāpēc to koncentrāciju nav viegli izmērīt tieši. Tāpēc nevar noteikt optimālu koncentrāciju.

Slimības un traucējumi

Sarežģītie uzdevumi, kas jāveic dažādiem strukturālajiem proteīniem, liek domāt, ka var rasties arī darbības traucējumi, kas izraisa traucējumus un simptomus. Tas var izraisīt arī darbības traucējumus sintēzes ķēdē, jo sintēzei ir nepieciešams liels skaits fermentu un vitamīnu.

Visievērojamākie traucējumi rodas, ja aminoskābju nepietiekamības dēļ nevar sintezēt atbilstošos proteīnus. Lielāko daļu nepieciešamo aminoskābju var sintezēt pats ķermenis, bet ne neaizstājamās aminoskābes, kuras jāpiegādā no ārpuses pārtikas vai uztura bagātinātāju veidā. Pat ar pietiekamu neaizvietojamo aminoskābju daudzumu absorbcija tievās zarnās var tikt traucēta slimību dēļ vai uzņemto toksīnu dēļ vai kā noteiktu zāļu blakusparādība un izraisīt deficītu. Plaši pazīstama, kaut arī reti sastopama slimība šajā kontekstā ir Dušennes muskuļu distrofija.

Slimību izraisa ģenētisks defekts X hromosomā, tāpēc tieši ietekmē tikai vīriešus. Ģenētiskais defekts nozīmē, ka nevar sintezēt strukturālo olbaltumvielu distrofīnu, kas ir atbildīgs par skeleta muskuļu muskuļu šķiedru nostiprināšanu. Tas noved pie smagas muskuļu distrofijas. Vēl viena - arī reta - iedzimta slimība noved pie mitohondriopātijas. Vairāki zināmi ģenētiski defekti DNS un mitohondriju DNS var izraisīt mitohondrijus. Atsevišķu mitohondriju strukturālo olbaltumvielu mainītais sastāvs samazina enerģijas piegādi visam organismam.