Strukturelt protein

Strukturelle proteiner tjener primært som trækbyggere i celler og væv. De har normalt ingen enzymatisk funktion, så de forstyrrer normalt ikke metabolske processer. Strukturelle proteiner danner normalt lange fibre og giver z. B. ledbånd, sener og knogler deres styrke og bevægelighed, deres mobilitet. Flere forskellige typer strukturelle proteiner udgør omkring 30% af alle proteiner, der forekommer i mennesker.

Hvad er det strukturelle protein?

Proteiner, der hovedsageligt giver vævets struktur og rivestandighed, opsummeres under betegnelsen strukturelle proteiner. Strukturelle proteiner er kendetegnet ved, at de normalt ikke er involveret i enzymatisk-katalytiske metaboliske processer.

Scleroproteiner, der tælles blandt de strukturelle proteiner, danner normalt langkædede molekyler i form af sammenspændte aminosyrer, som er bundet til hinanden via peptidbindinger. Strukturelle proteiner har ofte tilbagevendende aminosyresekvenser, der tillader molekylerne at have specielle sekundære og tertiære strukturer, såsom dobbelt- eller tredobbelt helix, hvilket fører til særlig mekanisk styrke. Vigtige og kendte strukturelle proteiner er z. B. Keratin, Collagen og Elastin. Keratin er et af de fiberdannende strukturelle proteiner, der giver struktur til huden (epidermis) såvel som hår og negle.

Med over 24% af alle proteiner, der forekommer i den menneskelige krop, danner kollagener den største gruppe af strukturelle proteiner. Det, der er slående med collagener, er, at hver tredje aminosyre er glycin, og sekvensen glycin-prolin-hydroxyprolin akkumuleres. De rivebestandige collagener er de vigtigste komponenter i knogler, tænder, ledbånd og sener (bindevæv). I modsætning til kollagener, som næppe er strækbare, giver elastin visse væv evnen til at strække. Elastin er derfor en vigtig komponent i lungerne, i væggene i blodkar og i huden.

Funktion, effekt og opgaver

Forskellige klasser af proteiner subsumeres under betegnelsen strukturelt protein. Alle strukturelle proteiner har det til fælles, at deres vigtigste funktion er at give struktur og styrke til det væv, hvori de findes. En bred vifte af de nødvendige strukturelle egenskaber kræves. Kollagener, der danner det strukturelle protein i ledbånd og sener, er ekstremt tåreværktive, da ledbåndene og senerne udsættes for høje spændinger med hensyn til tårebestandighed.

Som en komponent i knogler og tænder skal kollagener også være i stand til at danne brudssikre strukturer. Ud over rivemodstand kræver andre kropsvæv særlig elasticitet for at tilpasse sig de respektive forhold. Strukturelle proteiner, der hører til gruppen af ​​elastiner, opfylder denne opgave. De kan strækkes og er i begrænset omfang sammenlignelige med elastiske fibre i stof. Elastiner muliggør hurtig volumenjustering i blodkar, lunger og forskellige skind og membraner, der omslutter organer og skal klare de ændrede organstørrelser. Også i menneskets hud supplerer collagener og elastiner hinanden for at sikre både fasthed og evnen til at bevæge huden.

Mens kollagener i ledbånd og sener hovedsageligt garanterer trækstyrke i en bestemt retning, skal keratiner, der er en del af fingernegle og tånegle, sikre en flad (to-dimensionel) styrke. En anden klasse af strukturelle proteiner består af såkaldte motoriske proteiner, som er hovedkomponenten i muskelceller. Myosin og andre motoriske proteiner har evnen til at trække sig sammen på grund af en bestemt neuronal stimulus, så musklerne midlertidigt forkortes, mens de bruger energi.

Uddannelse, forekomst og ejendomme

Strukturelle proteiner, som andre proteiner, syntetiseres i celler. Forudsætningen er, at tilførslen af ​​de tilsvarende aminosyrer er garanteret. For det første er adskillige aminosyrer bundet til dannelse af peptider og polypeptider. Disse dele af et protein sættes sammen på det ru endoplasmatiske retikulum for at danne større dele og derefter til dannelse af et komplet proteinmolekyle.

Strukturelle proteiner, der skal udføre funktioner uden for cellerne i den ekstracellulære matrix, er mærket og transporteres ind i det ekstracellulære rum ved eksocytose ved hjælp af sekretoriske vesikler. De krævede egenskaber for strukturelle proteiner dækker et bredt spektrum mellem trækstyrke og elasticitet. Strukturelle proteiner forekommer normalt kun som en del af vævene, så deres koncentration ikke let kan måles direkte. En optimal koncentration kan derfor ikke gives.

Sygdomme og lidelser

De komplekse opgaver, som de forskellige strukturelle proteiner er nødt til at udføre, fører til forventning om, at der også kan forekomme funktionsfejl, der fører til forstyrrelser og symptomer. Det kan også føre til funktionsfejl i syntesekæden, fordi der kræves et stort antal enzymer og vitaminer til syntesen.

De mest synlige forstyrrelser opstår, når de tilsvarende proteiner ikke kan syntetiseres på grund af et underudbud af aminosyrer. Størstedelen af ​​de krævede aminosyrer kan syntetiseres af kroppen selv, men ikke de essentielle aminosyrer, der skal leveres udefra i form af mad eller kosttilskud. Selv med en tilstrækkelig forsyning af essentielle aminosyrer kan absorptionen i tyndtarmen forstyrres på grund af sygdomme eller på grund af indtagne toksiner eller som en bivirkning af visse lægemidler og forårsage en mangel. En velkendt, omend sjælden sygdom i denne sammenhæng er Duchenne muskeldystrofi.

Sygdommen er forårsaget af en genetisk defekt på X-kromosomet, så kun mænd er direkte påvirket. Den genetiske defekt betyder, at det strukturelle protein dystrophin, der er ansvarligt for forankring af muskelfibre i knoglemusklerne, ikke kan syntetiseres. Dette fører til en alvorlig muskeldystrofi. En anden - også sjælden - arvelig sygdom fører til mitokondriopati. Flere kendte genetiske defekter inden for DNA og mitokondrielt DNA kan forårsage mitokondrier. En ændret sammensætning af visse mitokondriske strukturelle proteiner resulterer i en reduceret energiforsyning for hele organismen.