Strukturální protein

Strukturální proteiny slouží především jako látky vytvářející tah v buňkách a tkáních. Obvykle nemají žádnou enzymatickou funkci, takže za normálních okolností nenarušují metabolické procesy. Strukturální proteiny obvykle tvoří dlouhá vlákna a dávají z. B. vazy, šlachy a kosti jejich síla a pohyblivost, jejich pohyblivost. Několik různých typů strukturálních proteinů tvoří asi 30% všech proteinů vyskytujících se u lidí.

Co je strukturální protein?

Proteiny, které dávají tkáni hlavně strukturu a odolnost proti roztržení, jsou shrnuty pod termínem strukturální proteiny. Strukturální proteiny jsou charakterizovány skutečností, že se obvykle nepodílejí na enzymaticky-katalytických metabolických procesech.

Skleroproteiny, které se počítají mezi strukturální proteiny, obvykle tvoří molekuly s dlouhým řetězcem ve formě navlečených aminokyselin, které jsou navzájem spojeny peptidovými vazbami. Strukturální proteiny mají často opakující se aminokyselinové sekvence, které umožňují molekulám mít speciální sekundární a terciární struktury, jako jsou dvojité nebo trojité spirály, což vede ke zvláštní mechanické pevnosti. Důležité a známé strukturní proteiny jsou z. B. Keratin, Kolagen a Elastin. Keratin je jedním ze strukturních bílkovin vytvářejících vlákno, které dávají strukturu pokožce (epidermis), jakož i vlasům a nehtům.

S více než 24% všech bílkovin vyskytujících se v lidském těle tvoří kolageny největší skupinu strukturálních proteinů. Na kollagenech je pozoruhodné, že každá třetí aminokyselina je glycin a hromadí se sekvence glycin-prolin-hydroxyprolin. Collageny odolné proti roztržení jsou nejdůležitějšími složkami kostí, zubů, vazů a šlach (pojivová tkáň). Na rozdíl od kolagenů, které lze jen těžko protáhnout, elastin dává určitým tkáním schopnost natahovat se. Elastin je proto důležitou součástí v plicích, ve stěnách krevních cév a v kůži.

Funkce, efekt a úkoly

Pod termínem strukturní protein jsou zahrnuty různé třídy proteinů. Všechny strukturální proteiny mají společné to, že jejich hlavní funkcí je dávat tkáni, ve které se nacházejí, strukturu a sílu. Je vyžadována široká škála nezbytných strukturálních vlastností. Kolageny, které tvoří strukturní protein v vazech a šlachách, jsou extrémně odolné proti roztržení, protože vazy a šlachy jsou vystaveny vysokému napětí, pokud jde o odolnost proti roztržení.

Jako součást kostí a zubů musí být kolagen také schopen vytvářet struktury odolné proti zlomení. Kromě odolnosti proti roztržení vyžadují jiné tělesné tkáně zvláštní pružnost, aby se mohly přizpůsobit příslušným podmínkám. Tento úkol splňují strukturální proteiny, které patří do skupiny elastinů. Mohou být protahovány a v omezené míře srovnatelné s elastickými vlákny v tkanině. Elastiny umožňují rychlé přizpůsobení objemu v krevních cévách, plicích a různých kůžích a membránách, které obklopují orgány a musí se vypořádat s měnící se velikostí orgánů. Také v lidské kůži se kolageny a elastiny vzájemně doplňují, aby zajistily pevnost a schopnost pohybovat kůží.

Zatímco kolagen v vazech a šlachách hlavně garantují pevnost v tahu v určitém směru, keratiny, které jsou součástí nehtů a nehtů, musí zajišťovat rovnou (dvourozměrnou) pevnost. Další třídu strukturálních proteinů tvoří tzv. Motorické proteiny, které jsou hlavní složkou svalových buněk. Myosin a další motorické proteiny mají schopnost stahovat se kvůli určitému nervovému podnětu, takže se svaly při použití energie dočasně zkracují.

Vzdělávání, výskyt a vlastnosti

Strukturální proteiny, stejně jako jiné proteiny, jsou syntetizovány v buňkách. Předpokladem je, že je zaručena dodávka odpovídajících aminokyselin. Nejprve je spojeno několik aminokyselin za vzniku peptidů a polypeptidů. Tyto části proteinu se dají dohromady na hrubé endoplazmatické retikulum, aby se vytvořily větší části a pak se vytvořila úplná molekula proteinu.

Strukturální proteiny, které musí vykonávat funkce mimo buňky v extracelulární matrici, jsou značeny a jsou transportovány do extracelulárního prostoru exocytózou pomocí sekrečních vezikul. Požadované vlastnosti strukturálních proteinů pokrývají široké spektrum mezi pevností v tahu a elasticitou. Strukturální proteiny se běžně vyskytují pouze jako součást tkání, takže jejich koncentrace nelze snadno měřit přímo. Nelze proto poskytnout optimální koncentraci.

Nemoci a poruchy

Složité úkoly, které musí různé strukturální proteiny přijmout, vedou k očekávání, že mohou nastat i poruchy, které vedou k poruchám a symptomům. Může to také vést k poruchám v syntézním řetězci, protože pro syntézu je potřeba velké množství enzymů a vitamínů.

K nejviditelnějším poruchám dochází, když odpovídající proteiny nemohou být syntetizovány kvůli nedostatečné nabídce aminokyselin. Většina požadovaných aminokyselin může být syntetizována samotným tělem, ale ne esenciální aminokyseliny, které musí být dodávány z vnějšku ve formě potravin nebo výživových doplňků. I při dostatečném přísunu esenciálních aminokyselin může být absorpce v tenkém střevě narušena v důsledku nemocí nebo v důsledku požití toxinů nebo jako vedlejší účinek některých léků a může způsobit nedostatek. Známým, byť vzácným onemocněním v této souvislosti je Duchenneova svalová dystrofie.

Nemoc je způsobena genetickou vadou na chromozomu X, takže jsou postiženi pouze muži. Genetická vada znamená, že strukturální protein dystrofin, který je zodpovědný za ukotvení svalových vláken kosterních svalů, nemůže být syntetizován. To vede k těžké svalové dystrofii. Další - také vzácné - dědičné onemocnění vede k mitochondriopatii. Mitochondrií může způsobit několik známých genetických defektů v DNA a mitochondriální DNA. Změněné složení určitých mitochondriálních strukturních proteinů vede ke sníženému přísunu energie pro celý organismus.