Funkcie, príklady a charakteristiky štrukturálnych proteínov

Ten Štrukturálne proteíny Sú to dôležité proteíny prítomné vo všetkých eukaryotických bunkách, to znamená, že sú v živočíšnych aj rastlinných bunkách. Sú súčasťou mimoriadne rozmanitých biologických štruktúr, ako sú pokožka, vlasy, pavučina, hodváb, spojivové tkanivo, rastliny bunkových stien atď.

Aj keď sa pojem „štrukturálny proteín“ bežne používa na označenie proteínov, ako je kolagén, keratín a elastín, existujú aj dôležité intracelulárne štrukturálne proteíny, ktoré prispievajú k udržiavaniu vnútornej štruktúry buniek.

Fotografia kolagénových vlákien typu I, triedy štrukturálnych proteínov (zdroj: Louisa Howard [verejná doména] cez Wikimedia Commons)

Tieto proteíny patriace do cytoskeletu tiež riadia subcelulárnu polohu organely a dodávajú medzi nimi transportné a komunikačné stroje medzi nimi.

Niektoré štrukturálne proteíny boli študované veľmi podrobne a umožnili pochopiť väčšiu hĺbku všeobecnej proteínovej štruktúry. Príkladom sú hodvábny fibroín, kolagén a ďalšie.

Napríklad zo štúdie hodvábneho fibroínu, sekundárna proteínová štruktúra β-bendžích a z prvých štúdií vykonaných kolagénom bola opísaná sekundárna trojitá vrtuľová štruktúra.

Preto sú štrukturálne proteíny nevyhnutné vo vnútri jednotlivých buniek aj v tkanivách, ktoré sú pre.

[TOC]

Funkcia

Funkcie štrukturálnych proteínov sú dosť rozmanité a predovšetkým závisia od typu daného proteínu. Dalo by sa však povedať, že jej hlavnou funkciou je udržiavanie štrukturálnej integrity buniek a v širšom zmysle štruktúry tela.

Pokiaľ ide o štrukturálne proteíny tela, napríklad keratín má okrem iného funkcie v ochrane a pokrytí, v obrane, v pohybe.

Epiderma kože cicavcov a iných zvierat má veľké množstvo vlákien vytvorených keratínom. Táto vrstva má funkcie pri ochrane organizmu pred rôznymi typmi stresových alebo škodlivých faktorov.

Thorny a hroty, ako aj rohy a vrcholy, pazúry a nechty, ktoré sú keratinizované tkanivá, cvičenie funguje tak v ochrane, ako aj na obrane tela.

Vlna a vlasy mnohých zvierat sa vykorisťujú na výrobu odevov a iných druhov odevov, takže majú ďalší význam, antropocentne povedané.

Môže vám slúžiť: stromatolity

Bunkové štrukturálne proteíny

Z hľadiska bunky majú štrukturálne proteíny transcendentálne funkcie, pretože tvoria vnútorný rám, ktorý poskytuje charakteristickú formu každej bunky: cytoskelet.

V rámci cytoskeletu sa aj štrukturálne proteíny, ako je aktín, tubulín, myozín a ďalšie.

Napríklad existencia cilie a bičíkov sa do značnej miery závisí od štrukturálnych proteínov, ktoré tvoria hrubé a tenké vlákna zložené z aktínu a tubulínu.

Príklady štrukturálnych proteínov a ich charakteristík

Pretože existuje veľká rozmanitosť štrukturálnych proteínov, budú existovať iba príklady najdôležitejších a najvetilnejších medzi eukaryotickými organizmami.

Baktérie a ďalšie prokaryoty, spolu s vírusmi, majú tiež dôležité štrukturálne proteíny vo svojich bunkových telách, avšak väčšina pozornosti sa zameriava na eukaryotické bunky.

-Aktín

Actín je proteín, ktorý tvorí vlákna (aktínové vlákna) známy ako mikrofilamenty. Tieto mikrofilamenty sú veľmi dôležité v cytoskelete všetkých eukaryotických buniek.

Actínové vlákna sú dva reťazové špirálové polyméry. Tieto flexibilné štruktúry majú priemer 5 až 9 nm a sú organizované ako lineárne lúče, dve rozmerové siete alebo tri rozmerové gély.

Aktín je distribuovaný na celej karte, je však zvlášť koncentrovaný vo vrstve alebo kôre pripevnenej k vnútornej tvári plazmovej membrány, pretože je základnou súčasťou cytoskeletu.

-Kolagén

Kolagén je proteín prítomný u zvierat a je obzvlášť hojný u cicavcov, ktoré majú najmenej 20 rôznych génov, ktoré kódujú rôzne formy tohto proteínu, ktoré sa nachádzajú v ich tkanivách.

Nachádza sa primárne v kostiach, šľachoch a koži, kde predstavuje viac ako 20% celkovej hmotnosti bielkovín cicavcov (väčšie ako percento akéhokoľvek iného proteínu).

V spojivových tkanivách, kde sa nachádza, predstavuje kolagén dôležitú časť vláknitej časti extracelulárnej matrice (ktorá sa tiež skladá zo základnej látky), kde tvorí elastické vlákna, ktoré podporujú veľké napätia sily.

Štruktúra kolagénových vlákien

Vlákna kolagénu sa skladajú z rovnomerných podjednotiek molekúl tropocollagénu, ktoré majú dlhé 280 nm a 1.5nm priemer. Každá molekula tropocollagénu sa skladá z troch polypeptidových reťazcov známych ako alfa reťazce, ktoré sú navzájom spojené ako trojitá vrtuľa.

Môže vám slúžiť: Metafáza

Každý z alfa reťazcov má asi 1 000 aminokyselinových odpadov, kde glycín, prolín, hydroxyprolín a hydroxilisín sú veľmi hojné (čo platí aj pre ďalšie štrukturálne proteíny, ako je keratín).

V závislosti od typu zvažovaného kolagénového vlákna sa nachádzajú na rôznych miestach a majú rôzne vlastnosti a funkcie. Niektoré sú špecifické pre kosť a dentín, zatiaľ čo iné sú súčasťou chrupavky a tak ďalej.

-Keratín

Keratín je najdôležitejší štrukturálny proteín keratinocytov, jeden z najhojnejších typov buniek epidermy. Je to nerozpustný vláknitý proteín, ktorý sa nachádza aj v bunkách a na cechoch mnohých zvierat.

Po kolagéne je keratín druhým najhojnejším proteínom v tele cicavcov. Okrem toho, že je podstatnou súčasťou najvzdialenejšej vrstvy pokožky, je to hlavný štrukturálny proteín vlasov a vlny, klincov, pazúrov a kopytá, perie a rohov.

V prírode existujú rôzne typy keratínov (analogicky s rôznymi typmi kolagénu), ktoré majú rôzne funkcie. Alfa a beta keratíny sú najznámejšie. Prvá forma nechtov, rohov, hrotov a epidermy cicavcov, zatiaľ čo druhá je hojná v vrcholoch, váhu a plazových perie a vtákov.

-Elastín

Elastin, ďalší proteín živočíšneho pôvodu, je kľúčovou súčasťou extracelulárnej matrice a má dôležité funkcie v elasticite a odolnosti mnohých tkanív u stavovcov.

Tieto tkanivá zahŕňajú tepny, pľúca, väzy a šľachy, pokožku a elastickú chrupavku.

Elastín obsahuje viac ako 80% elastických vlákien prítomných v extracelulárnej matrici a je obklopený mikrofibrílmi zloženými z rôznych makromolekúl. Štruktúra matíc zložených z týchto vlákien sa líši medzi rôznymi tkanivami.

V artériách sú tieto elastické vlákna organizované v koncentrických krúžkoch okolo arteriálneho lúmenu; V pľúcach elastínové vlákna tvoria tenký rámec v celom orgáne, ktorý sa sústreďuje na oblasti, ako sú alveoli otvory.

V šliach sú vlákna elastínu paralelne orientované týkajúce sa organizácie tkanív a v elastickej chrupavke sú usporiadané do trojrozmernej konfigurácie podobnej ako včely včely.

-Rozsiahly

Bunkové steny rastlín sa skladajú hlavne z celulózy, niektoré proteíny, ktoré sú spojené s touto štruktúrou, majú tiež funkčný a štrukturálny význam.

Môže vám slúžiť: fibronektín: Štruktúra a funkcie

Extensíny sú jedným z najznámejších proteínov steny a vyznačujú sa opakovanou pentapétidovou sekvenciou (HYP) 4. Sú bohatí na základný odpad, ako je lyzín, ktorý prispieva k ich interakcii s ostatnými zložkami v bunkovej stene.

Jeho funkcia súvisí s tvrdením alebo posilňovaním stien. Ako aj iné štrukturálne proteíny u zvierat, v rastlinách existujú rôzne typy rozšírení, ktoré sú exprimované rôznymi typmi buniek (nie všetky bunky produkujú rozšírenia).

Napríklad v sójových bôboch sú rozšírenia produkované sklerechý bunkami, zatiaľ čo v tabakových rastlinách sa ukázalo, že bočné korene majú dve vrstvy buniek, ktoré tieto proteíny exprimujú.

-Lesk

Bunkové organely majú tiež svoje vlastné štrukturálne proteíny, ktoré sú zodpovedné za udržiavanie ich formy, ich pohyblivosť a mnoho ďalších fyziologických a metabolických procesov, ktoré sú im spojené.

Vnútorná oblasť jadrovej membrány je spojená so štruktúrou známou ako jadrový list a obe majú veľmi špeciálne proteínové zloženie. Medzi proteínmi, ktoré tvoria jadrovú laminu, sú proteíny nazývané listy.

Listy patria do skupiny stredných vlákien typu V a existuje niekoľko typov, najznámejšie sú A a B. Tieto proteíny môžu vzájomne pôsobiť alebo s inými vnútornými prvkami jadra, ako je matrica, chromatín a vnútorná jadrová membrána.

Odkazy

1. Alberts, b., Dennis, B., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Základná bunková biológia. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Histológia Atlas (2. vydanie.). Mexiko d.F.: McGraw-Hill Inter-American Editors.
3. Gruenbaum a., Wilson, K. L., Harel, a., Goldberg, m., & Cohen, m. (2000). Recenzia: jadrové lamíny - funkcie štrukturálneho základu s funkciami. Časopis štrukturálnej biológie, 129, 313-323.
4. Keller, B. (1993). Proteíny štrukturálnej bunkovej steny. Fyziológia rastlín, 101, 1127-1130.
5. Mithieux, b. Siež. M., & Weiss, a. Siež. (2006). Elastín. Pokroky v proteínovej chémii, 70, 437-461.
6. Slnko, t., Shih, C., & Green, H. (1979). Keratínové cytoskeletóny v epitelových bunkách vnútorných orgánov. Proc. Natl. Šupka. Sci., 76(6), 2813-2817.
7. Wang, b., Jang, w., McKitrick, J., & Meyers, m. Do. (2016). Keratín: Štruktúra, mechanické vlastnosti, výskyt biologických organizmov a úsilie o bioinspiráciu. Pokrok v materiálnej vede.