Structurele eiwitten functies, voorbeelden en kenmerken

De Structurele eiwitten Het zijn belangrijke eiwitten die aanwezig zijn in alle eukaryotische cellen, dat wil zeggen dat ze zowel in dierlijke als plantaardige cellen zijn. Deze maken deel uit van extreem diverse biologische structuren zoals huid, haar, spinnenweb, zijde, bindweefsel, plantencelwanden, enz.

Hoewel de term "structureel eiwit" vaak wordt gebruikt om te verwijzen naar eiwitten zoals collageen, keratine en elastine, zijn er ook belangrijke intracellulaire structurele eiwitten die bijdragen aan het behoud van de interne structuur van cellen.

Foto van type I collageenvezels, een structurele eiwitklasse (Bron: Louisa Howard [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Deze eiwitten, die behoren tot het cytoskelet, regelen ook de subcellulaire locatie van de organellen en leveren de transport- en communicatiemachines daartussen.

Sommige structurele eiwitten zijn in detail bestudeerd en hebben de algemene eiwitstructuur meer diepgang kunnen begrijpen. Voorbeeld hiervan zijn zijden fibroine, collageen en andere.

Uit de studie van zijden fibroine, bijvoorbeeld, werd de secundaire eiwitstructuur van de β-gepleede platen en, uit de eerste studies uitgevoerd met de collageen, de secundaire drievoudige propellerstructuur werd beschreven.

Daarom zijn structurele eiwitten essentieel zowel in individuele cellen als in de weefsels die voor zijn.

[TOC]

Functie

De functies van structurele eiwitten zijn vrij divers en zijn vooral afhankelijk van het type eiwit in kwestie. Men zou echter kunnen zeggen dat de belangrijkste functie ervan het behoud van de structurele integriteit van de cellen is en, in bredere zin, van het lichaamsstructuur.

Wat betreft structurele eiwitten van het lichaam, bijvoorbeeld, keratine heeft onder andere functies in bescherming en dekking, in de verdediging, onder andere.

De opperhuid van de huid van zoogdieren en andere dieren heeft een groot aantal filamenten die door keratine zijn gevormd. Deze laag heeft functies in de bescherming van het organisme tegen verschillende soorten stressvolle of schadelijke factoren.

Doornen en spikes, evenals hoorns en pieken, klauwen en nagels, die gekeratiniseerde weefsels zijn, oefenfuncties zowel in de bescherming als bij de verdediging van het lichaam.

Industrieel worden de wol en het haar van veel dieren geëxploiteerd voor de productie van kleding en andere soorten kleding, dus ze hebben een extra belang, antropocentrisch gezien.

Kan u van dienst zijn: stromatolieten

Cellulaire structurele eiwitten

Vanuit het oogpunt van cellen hebben structurele eiwitten transcendentale functies, omdat ze het interne frame vormen dat de karakteristieke vorm van elke cel verleent: het cytoskelet.

Als onderdeel van het cytoskelet nemen structurele eiwitten zoals actine, tubuline, myosine en anderen ook deel aan transport- en interne communicatiefuncties, evenals aan celmobiliteitsgebeurtenissen (in cellen die kunnen bewegen).

Het bestaan ​​van cilia en flagella, bijvoorbeeld, hangt grotendeels af van structurele eiwitten die de dikke en dunne filamenten vormen, samengesteld uit actine en tubuline.

Voorbeelden van structurele eiwitten en hun kenmerken

Aangezien er een grote diversiteit aan structurele eiwitten is, zijn er alleen voorbeelden van de belangrijkste en overvloedige en overvloedige onder eukaryotische organismen.

Bacteriën en andere prokaryoten, samen met virussen, hebben ook belangrijke structurele eiwitten in hun cellichamen, maar de meeste aandacht richt zich op eukaryotische cellen.

-Actine

Actine is een eiwit dat filamenten (actinefilamenten) vormt, bekend als microfilamenten. Deze microfilamenten zijn erg belangrijk in het cytoskelet van alle eukaryotische cellen.

Actinefilamenten zijn twee helixpolymeren met twee ketting. Deze flexibele structuren hebben een diameter van 5 tot 9 nm en zijn georganiseerd als lineaire balken, twee -dimensionale netwerken of drie -dimensionale gels.

De actine wordt over de kaart verdeeld, maar het is met name geconcentreerd in een laag of schors bevestigd aan het binnenste gezicht van het plasmamembraan, omdat het een fundamenteel onderdeel van het cytoskelet is.

-Collageen

Collageen is een eiwit dat aanwezig is bij dieren en is bijzonder overvloedig bij zoogdieren, die ten minste 20 verschillende genen hebben die coderen voor de verschillende vormen van dit eiwit die in hun weefsels kunnen worden gevonden.

Het wordt voornamelijk gevonden in botten, pezen en huid, waar het meer dan 20% van de totale eiwitmassa van zoogdieren vormt (groter dan het percentage van enig ander eiwit).

In de bindweefsels waar het zich bevindt, vormt het collageen een belangrijk onderdeel van het vezelige deel van de extracellulaire matrix (die ook bestaat uit fundamentele substantie), waar het elastische vezels vormt die grote spanningskrachten ondersteunen die grote spanningskrachten ondersteunen.

Structuur van collageenvezels

Collageenvezels zijn samengesteld uit uniforme subeenheden van tropocollagene moleculen, die 280 nm lang en 1 hebben.5nm diameter. Elk tropocollagen -molecuul bestaat uit drie polypeptideketens bekend als alfaketens, die met elkaar worden geassocieerd als een drievoudige propeller.

Kan u van dienst zijn: metafase

Elk van de alfaketens heeft ongeveer 1000 aminozuurafval, waarbij glycine, proline, hydroxyproline en hydroxilisine zeer overvloedig zijn (wat ook waar is voor andere structurele eiwitten zoals keratine).

Afhankelijk van het type collageenvezel dat wordt overwogen, worden deze op verschillende plaatsen gevonden en hebben ze verschillende eigenschappen en functies. Sommigen zijn specifiek van bot en dentine, terwijl anderen deel uitmaken van het kraakbeen, enzovoort.

-Keratine

Keratine is het belangrijkste structurele eiwit van keratinocyten, een van de meest voorkomende celtypen van de epidermis. Het is een onoplosbaar vezelachtig eiwit dat ook wordt gevonden in de cellen en integumenten van veel dieren.

Na collageen is keratine het tweede meest voorkomende eiwit in het lichaam van zoogdieren. Naast het zijn van een substantieel onderdeel van de buitenste laag van de huid, is dit het belangrijkste structurele eiwit van haar en wol, nagels, klauwen en hoeven, veren en hoorns.

In de natuur zijn er verschillende soorten keratines (analoog aan de verschillende soorten collageen), die verschillende functies hebben. Alfa en bèta -keratines zijn de bekendste. De eerste vorm nagels, hoorns, spikes en epidermis van zoogdieren, terwijl de laatste overvloedig aanwezig zijn in pieken, schalen en reptielenveren en vogels.

-Elastine

Elastine, een ander eiwit van dierlijke oorsprong, is een belangrijk onderdeel van de extracellulaire matrix en heeft belangrijke functies in de elasticiteit en veerkracht van vele weefsels in gewervelde dieren.

Deze weefsels omvatten slagaders, longen, ligamenten en pezen, huid en elastisch kraakbeen.

Elastine omvat meer dan 80% van de elastische vezels die aanwezig zijn in de extracellulaire matrix en is omgeven door microfibrillen samengesteld uit verschillende macromoleculen. De structuur van de matrices samengesteld uit deze vezels varieert tussen de verschillende weefsels.

In de slagaders zijn deze elastische vezels georganiseerd in concentrische ringen rond arterieel lumen; In de longen vormen elastinevezels een dun kader in het orgaan, concentreren zich op gebieden zoals alveoli -openingen.

In pezen zijn elastinevezels parallel georiënteerd met betrekking tot weefselorganisatie en in elastisch kraakbeen zijn deze georganiseerd in een drie -dimensionale configuratie vergelijkbaar met een honingraat van bijen.

-Uitgebreid

De celwanden van de planten zijn voornamelijk samengesteld uit cellulose, maar sommige eiwitten die met deze structuur worden geassocieerd, hebben ook functionele en structurele relevantie.

Kan u van dienst zijn: fibronectine: structuur en functies

Extensins zijn een van de bekendste wandproteïnen en worden gekenmerkt door herhaalde Pentapétida -reeks (HYP) 4. Ze zijn rijk aan basisafval zoals lysine, wat bijdraagt ​​aan hun interactie met de andere componenten in de celwand.

De functie ervan heeft te maken met de verharding of versterking van de muren. Evenals andere structurele eiwitten bij dieren, in planten zijn er verschillende soorten extensies, die tot expressie worden gebracht door verschillende soorten cellen (niet alle cellen produceren extensies).

In sojabonen worden extensies bijvoorbeeld geproduceerd door sclerechycellen, terwijl in tabaksplanten is aangetoond dat zijwortels twee lagen cellen hebben die deze eiwitten tot expressie brengen.

-Blad

Cellulaire organellen hebben ook hun eigen structurele eiwitten, die verantwoordelijk zijn voor het handhaven van hun vorm, hun motiliteit en vele andere fysiologische en metabole processen die inherent zijn aan hen.

Het interne gebied van het nucleaire membraan wordt geassocieerd met een structuur die bekend staat als het nucleaire blad, en beide hebben een zeer speciale eiwitsamenstelling. Onder de eiwitten die deel uitmaken van de nucleaire lamina zijn eiwitten die vellen worden genoemd.

De vellen behoren tot de groep tussenliggende filamenten van Type V en er zijn verschillende soorten, de bekendste zijn A en B. Deze eiwitten kunnen interageren met elkaar of met andere interne elementen van de kern zoals matrix, chromatine en intern nucleair membraan.

Referenties

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Essentiële celbiologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Gartner, l., & Hiatt, J. (2002). Histologie Atlas Tekst (2e ed.)). Mexico D.F.: McGraw-Hill Inter-Amerikaanse editors.
3. Gruenbaum, en., Wilson, K. L., Harel, een., Goldberg, m., & Cohen, m. (2000). Review: Nucleaire lamines - Structurele fundamentfuncties met functies. Journal of Structural Biology, 129, 313-323.
4. Keller, B. (1993). Structurele celwand -eiwitten. Plantenfysiologie, 101, 1127-1130.
5. Mithieux, B. S. M., & Weiss, een. S. (2006). Elastine. Vooruitgang in eiwitchemie, 70, 437-461.
6. Zon, T., Shih, c., & Groen, h. (1979). Keratine -cytoskeletten in epitheelcellen van interne organen. Proc. Natl. Acade. Sci., 76(6), 2813-2817.
7. Wang, B., Yang, W., McKitrick, J., & Meyers, m. NAAR. (2016). Keratine: structuur, mechanische eigenschappen, voorkomen in biologische organismen en inspanningen bij bioinspiratie. Vooruitgang in de materiële wetenschap.