The strukturní proteiny Jsou důležitými proteiny přítomnými ve všech eukaryotických buňkách, to znamená, že se nacházejí v živočišných i rostlinných buňkách. Jedná se o součást extrémně rozmanitých biologických struktur, jako je kůže, vlasy, pavučina, hedvábí, pojivová tkáň, buněčné stěny rostlin atd..
Ačkoli se termín „strukturní protein“ běžně používá k označení proteinů, jako je kolagen, keratin a elastin, existují také důležité intracelulární strukturní proteiny, které přispívají k udržení vnitřní struktury buněk..
Tyto proteiny patřící do cytoskeletu také řídí subcelulární umístění organel a zajišťují mezi nimi transportní a komunikační aparát..
Některé strukturní proteiny byly studovány velmi podrobně a vedly k hlubšímu pochopení obecné struktury proteinů. Příkladem jsou hedvábný fibroin, kolagen a další.
Ze studie hedvábného fibroinu byla například popsána sekundární proteinová struktura skládaných listů a z prvních studií provedených s kolagenem byla odvozena sekundární struktura trojité šroubovice.
Proto jsou strukturní proteiny nezbytné jak v jednotlivých buňkách, tak v tkáních, které tvoří..
Rejstřík článků
Funkce strukturních proteinů jsou velmi rozmanité a závisí především na typu daného proteinu. Dalo by se však říci, že jeho hlavní funkcí je udržovat strukturální integritu buněk a v širším smyslu strukturu těla..
Co se týče strukturních proteinů těla, například keratin má mimo jiné funkce v ochraně a krytí, v obraně, v pohybu.
Epiderma kůže savců a jiných zvířat má velké množství vláken vyrobených z keratinu. Tato vrstva má funkce při ochraně těla před různými typy stresorů nebo škodlivými faktory.
Trny a ostny, stejně jako rohy a zobáky, drápy a nehty, které jsou keratinizovanými tkáněmi, mají funkce jak při ochraně, tak při obraně těla.
Průmyslově se vlna a chlupy mnoha zvířat využívají k výrobě oděvů a jiných druhů oděvů, pro které mají antropocentricky řečeno další význam..
Z buněčného hlediska mají strukturní proteiny transcendentální funkce, protože tvoří vnitřní rámec, který dává každé buňce charakteristický tvar: cytoskelet..
Jako součást cytoskeletu se strukturní proteiny, jako je aktin, tubulin, myosin a další, účastní také transportních a vnitřních komunikačních funkcí a také událostí buněčné mobility (v buňkách schopných pohybu).
Existence řasinek a bičíků například závisí do značné míry na strukturních proteinech, které tvoří silná a tenká vlákna složená z aktinu a tubulinu..
Protože existuje velká rozmanitost strukturních proteinů, níže budou uvedeny pouze příklady nejdůležitějších a nejhojnějších mezi eukaryotickými organismy.
Bakterie a další prokaryoty spolu s viry také obsahují důležité strukturní proteiny ve svých buněčných tělech, nicméně největší pozornost je zaměřena na eukaryotické buňky..
Aktin je protein, který tvoří vlákna (aktinová vlákna) známá jako mikrofilamenta. Tato mikrofilamenta jsou velmi důležitá v cytoskeletu všech eukaryotických buněk..
Aktinová vlákna jsou dvouřetězcové spirálové polymery. Tyto pružné struktury mají průměr 5 až 9 nm a jsou organizovány jako lineární paprsky, dvourozměrné sítě nebo trojrozměrné gely..
Aktin je distribuován po celé buňce, je však zvláště koncentrován ve vrstvě nebo kůře připojené k vnitřní straně plazmatické membrány, protože je základní součástí cytoskeletu.
Kolagen je protein přítomný ve zvířatech a je obzvláště hojný u savců, kteří mají alespoň 20 různých genů, které kódují různé formy tohoto proteinu, které se nacházejí v jejich tkáních..
Vyskytuje se primárně v kostech, šlachách a kůži, kde tvoří více než 20% celkové proteinové hmoty savců (více než procento jakéhokoli jiného proteinu).
V pojivových tkáních, kde se nachází, tvoří kolagen důležitou část vláknité části extracelulární matrice (která se také skládá ze základní látky), kde tvoří elastická vlákna, která podporují velké tahové síly.
Kolagenová vlákna se skládají z jednotných podjednotek molekul tropokolagenu, které jsou dlouhé 280 nm a průměr 1,5 nm. Každá molekula tropokolagenu je složena ze tří polypeptidových řetězců známých jako alfa řetězce, které se navzájem sdružují jako trojitá šroubovice..
Každý z alfa řetězců má přibližně 1 000 aminokyselinových zbytků, kde je velmi hojný glycin, prolin, hydroxyprolin a hydroxylysin (což platí i pro jiné strukturní proteiny, jako je keratin).
V závislosti na typu uvažovaného kolagenového vlákna se nacházejí na různých místech a mají různé vlastnosti a funkce. Některé jsou specifické pro kosti a dentin, zatímco jiné jsou součástí chrupavky a tak dále..
Keratin je nejdůležitější strukturní protein keratinocytů, jeden z nejhojnějších typů buněk v pokožce. Jedná se o nerozpustný vláknitý protein, který se také nachází v buňkách a kůži mnoha zvířat..
Po kolagenu je keratin druhým nejhojnějším proteinem v těle savců. Kromě toho, že je podstatnou součástí nejvzdálenější vrstvy kůže, je to hlavní strukturální protein vlasů a vlny, nehtů, drápů a kopyt, peří a rohů..
V přírodě existují různé typy keratinů (analogicky s různými typy kolagenu), které mají různé funkce. Nejznámější jsou alfa a beta keratiny. První tvoří nehty, rohy, ostny a epidermis savců, zatímco druhé jsou hojné v zobácích, šupinách a peří plazů a ptáků..
Elastin, další protein živočišného původu, je klíčovou složkou extracelulární matrice a hraje důležitou roli v pružnosti a odolnosti mnoha tkání u obratlovců..
Mezi tyto tkáně patří tepny, plíce, vazy a šlachy, kůže a elastická chrupavka..
Elastin obsahuje více než 80% elastických vláken přítomných v extracelulární matrici a je obklopen mikrofibrilami složenými z různých makromolekul. Struktura matric vytvořených z těchto vláken se mezi různými tkáněmi liší..
V tepnách jsou tato elastická vlákna uspořádána v soustředných prstencích kolem lumen tepny; v plicích tvoří elastinová vlákna tenkou síť v celém orgánu a koncentrují se v oblastech, jako jsou otvory alveol.
V šlachách jsou elastinová vlákna orientována rovnoběžně s organizací tkáně a v elastické chrupavce jsou organizována v trojrozměrné konfiguraci podobné voštině..
Stěny rostlinných buněk se skládají převážně z celulózy, avšak některé proteiny, které jsou spojeny s touto strukturou, mají také funkční a strukturní význam..
Extensiny jsou jedním z nejznámějších proteinů stěny a jsou charakterizovány opakovanou pentapetidovou sekvencí Ser- (Hyp) 4. Jsou bohaté na bazické zbytky, jako je lysin, což přispívá k jejich interakci s ostatními složkami v buněčné stěně.
Jeho funkce souvisí s tvrzením nebo zesílením stěn. Stejně jako u jiných strukturálních proteinů u zvířat existují i v rostlinách různé typy extenzinů, které jsou exprimovány různými typy buněk (ne všechny buňky extenziny produkují).
Například u sójových bobů jsou extensiny produkovány buňkami sklerenchymu, zatímco u rostlin tabáku bylo prokázáno, že postranní kořeny mají dvě vrstvy buněk, které tyto proteiny exprimují..
Buněčné organely mají také své vlastní strukturní proteiny, které jsou zodpovědné za udržování jejich tvaru, pohyblivosti a mnoha dalších fyziologických a metabolických procesů..
Vnitřní oblast jaderné membrány je spojena se strukturou známou jako jaderná vrstva a obě mají velmi speciální složení bílkovin. Mezi proteiny, které tvoří jadernou laminu, patří proteiny nazývané lamina.
Desky patří do skupiny intermediálních vláken typu V a existuje několik typů, nejznámější jsou A a B. Tyto proteiny mohou interagovat navzájem nebo s jinými vnitřními prvky jádra, jako jsou matricové proteiny, chromatin a vnitřní jaderná membrána.
Zatím žádné komentáře