Strukturni proteini služijo predvsem kot graditelji natezanja v celicah in tkivih. Običajno nimajo encimskih funkcij, zato običajno ne motijo presnovnih procesov. Strukturni proteini običajno tvorijo dolga vlakna in dajejo z. B. ligamenti, kite in kosti njihova moč in gibljivost, njihova gibljivost. Več različnih vrst strukturnih beljakovin predstavlja približno 30% vseh beljakovin, ki se pojavljajo pri ljudeh.
Kaj je strukturni protein?
Beljakovine, ki tkivu v glavnem dajejo strukturo in odpornost na trganje, so povzete pod izrazom strukturni proteini. Za strukturne beljakovine je značilno, da običajno niso vključeni v encimsko-katalitične presnovne procese.
Skleroproteini, ki jih štejemo med strukturne beljakovine, običajno tvorijo molekule z dolgimi verigami v obliki nanizanih aminokislin, ki so med seboj povezane s peptidnimi vezmi. Strukturni proteini imajo pogosto ponavljajoče se aminokislinske sekvence, ki molekulam omogočajo posebne sekundarne in terciarne strukture, kot so dvojne ali trojne vijačnice, kar vodi do posebne mehanske trdnosti. Pomembni in znani strukturni proteini so z. B. Keratin, kolagen in Elastin. Keratin je eden od strukturnih beljakovin, ki tvorijo vlaknine, ki dajejo strukturi koži (povrhnjici), pa tudi lasem in nohtom.
Z več kot 24% vseh beljakovin, ki se pojavljajo v človeškem telesu, kolageni tvorijo največjo skupino strukturnih beljakovin. Pri kolagenih je presenetljivo, da je vsaka tretja aminokislina glicin in se nabere zaporedje glicin-prolin-hidroksiprolin. Kolageni, odporni na trganje, so najpomembnejši sestavni deli kosti, zob, ligamentov in tetiv (vezivnega tkiva). V nasprotju s kolageni, ki jih je težko raztegniti, daje elastin določenim tkivom možnost raztezanja. Elastin je torej pomemben sestavni del v pljučih, v stenah krvnih žil in na koži.
Funkcija, učinek in naloge
Pod izraz strukturni protein spadajo različni razredi beljakovin. Vse strukturne beljakovine imajo skupno to, da je njihova glavna funkcija dati strukturo in moč tkivu, v katerem se nahajajo. Potreben je širok spekter potrebnih strukturnih lastnosti. Kolaggeni, ki tvorijo strukturni protein v ligamentih in tetivah, so izjemno odporni na trganje, saj so ligamenti in kite izpostavljeni velikim obremenitvam v smislu odpornosti proti trganju.
Kot sestavni del kosti in zob morajo biti tudi kolageni sposobni tvoriti neprebojne strukture. Ostala telesna tkiva poleg odpornosti na trganje potrebujejo posebno elastičnost, da se lahko prilagodijo ustreznim razmeram. Strukturni proteini, ki spadajo v skupino elastinov, to nalogo izpolnijo. Lahko se raztegnejo in so v omejenem obsegu primerljivi z elastičnimi vlakni v tkanini. Elastini omogočajo hitro prilagajanje volumna krvnih žil, pljuč ter različnih kož in membran, ki obdajajo organe in se morajo spopadati s spreminjanjem velikosti organov. Tudi na človeški koži se kolageni in elastini medsebojno dopolnjujejo in tako zagotavljajo čvrstost in sposobnost premikanja kože.
Medtem ko kolageni v ligamentih in tetivah v glavnem zagotavljajo natezno trdnost v določeni smeri, morajo keratini, ki so del nohtov in nohtov, zagotoviti ravno (dvodimenzionalno) trdnost. Drugi razred strukturnih beljakovin sestavljajo tako imenovani motorični proteini, ki so glavna sestavina mišičnih celic. Miozin in drugi motorični proteini se zaradi določenega nevronskega dražljaja lahko skrčijo, tako da se mišica ob uporabi energije začasno skrajša.
Izobraževanje, pojav in lastnosti
Strukturni proteini se tako kot drugi proteini sintetizirajo v celicah. Predpogoj je, da je zagotovljena oskrba z ustreznimi aminokislinami. Prvič, več aminokislin je povezanih, da tvorijo peptide in polipeptide. Ti deli proteina so sestavljeni na grobem endoplazmatskem retikuluu, da tvorijo večje dele in nato tvorijo popolno proteinsko molekulo.
Strukturni proteini, ki morajo opravljati funkcije zunaj celic v zunajceličnem matriksu, so označeni in se s pomočjo sekretornih veziklov transportirajo v zunajcelični prostor z eksocitozo. Zahtevane lastnosti strukturnih beljakovin pokrivajo širok spekter med natezno trdnostjo in elastičnostjo. Strukturni proteini se običajno pojavljajo le kot del tkiv, tako da njihove koncentracije ni mogoče neposredno izmeriti. Zato ni mogoče določiti optimalne koncentracije.
Bolezni in motnje
Kompleksne naloge, ki jih morajo prevzeti različni strukturni proteini, vodijo v pričakovanje, da se lahko pojavijo tudi okvare, ki vodijo do motenj in simptomov. Prav tako lahko pride do motenj v sintezni verigi, ker je za sintezo potrebno veliko število encimov in vitaminov.
Najbolj opazne motnje nastanejo, kadar ustreznih beljakovin ni mogoče sintetizirati zaradi premajhne oskrbe aminokislin. Večino potrebnih aminokislin lahko telo sintetizira sam, ne pa esencialnih aminokislin, ki jih je treba vnesti od zunaj v obliki hrane ali prehranskih dopolnil. Tudi ob zadostni zalogi esencialnih aminokislin lahko absorpcija v tankem črevesju moti zaradi bolezni ali zaradi zaužitih strupov ali kot stranski učinek nekaterih zdravil in povzroči pomanjkanje. Znana, čeprav redka bolezen v tem kontekstu je Duchennova mišična distrofija.
Bolezen povzroča genetska okvara na X kromosomu, zato so neposredno prizadeti samo moški. Genska napaka pomeni, da strukturnega proteina distrofina, ki je odgovoren za sidranje mišičnih vlaken v skeletnih mišicah, ni mogoče sintetizirati. To vodi v močno mišično distrofijo. Druga - tudi redka - dedna bolezen vodi v mitohondriopatijo. Več znanih genetskih napak znotraj DNK in mitohondrijske DNK lahko povzroči mitohondrije. Spremenjena sestava nekaterih strukturnih beljakovin mitohondrijev povzroči zmanjšano oskrbo z energijo za celoten organizem.
.jpg)
.jpg)
