Rakenteellinen proteiini

Rakenteelliset proteiinit palvelevat pääasiassa solujen ja kudosten vetolujuutta. Niillä ei yleensä ole entsymaattisia toimintoja, joten ne eivät yleensä häiritse aineenvaihduntaa. Rakenneproteiinit muodostavat yleensä pitkiä kuituja ja antavat z: n. B. nivelsiteiden, jänteiden ja luiden lujuus ja liikkuvuus, liikkuvuus. Useat erityyppiset rakenneproteiinit muodostavat noin 30% kaikista ihmisissä esiintyvistä proteiineista.

Mikä on rakenneproteiini?

Proteiinit, jotka antavat kudokselle pääasiallisesti sen rakenteen ja repäisyresistanssin, on yhteenveto käsitteellä rakenneproteiinit. Rakenneproteiineille on tunnusomaista se, että ne eivät yleensä osallistu entsymaattisesti katalyyttisiin aineenvaihduntaprosesseihin.

Skleroproteiinit, jotka lasketaan rakenneproteiinien joukkoon, muodostavat yleensä pitkien ketjujen molekyylit koottuja aminohappoja muodossa, joista kukin on kytketty toisiinsa peptidisidosten kautta. Rakenneproteiineilla on usein toistuvia aminohapposekvenssejä, jotka sallivat molekyylien olla erityisiä sekundaarisia ja tertiäärisiä rakenteita, kuten kaksois- tai kolmoisheliksiä, mikä johtaa erityiseen mekaaniseen lujuuteen. Tärkeitä ja tunnettuja rakenneproteiineja ovat z. B. Keratiini, kollageeni ja elastiini. Keratiini on yksi kuituja muodostavista rakenneproteiineista, jotka antavat rakenteen iholle (epidermiselle) sekä hiuksille ja kynnille.

Koska yli 24% kaikista proteiineista esiintyy ihmiskehossa, kollageenit muodostavat suurimman ryhmän rakenneproteiineja. Kollageeneissa on hämmästyttävää, että joka kolmas aminohappo on glysiini ja glysiini-proliini-hydroksiproliinisekvenssi on kertynyt. Repäisysuojatut kollageenit ovat luiden, hampaiden, nivelsiteiden ja jänteiden (sidekudoksen) tärkeimmät komponentit. Toisin kuin kollageenit, joita tuskin voidaan venyttää, elastiini antaa tietyille kudoksille kyvyn venyttää. Elastiini on siksi tärkeä komponentti keuhkoissa, verisuonten seinämissä ja iholla.

Toiminto, vaikutukset ja tehtävät

Eri proteiiniluokat sisällytetään termiin rakenneproteiini. Kaikilla rakenneproteiineilla on yhteistä, että niiden päätehtävänä on antaa rakenne ja lujuus kudokselle, jossa ne löytyvät. Tarvitaan laaja valikoima tarvittavia rakenneominaisuuksia. Kollageenit, jotka muodostavat rakenneproteiinin ligamenteissa ja jänteissä, ovat erittäin repäisykestäviä, koska ligamentit ja jänteet ovat alttiina suurille rasituksille repäisylujuuden suhteen.

Luiden ja hampaiden osana kollageenien on myös kyettävä muodostamaan murtumisenkestäviä rakenteita. Repäisykestävyyden lisäksi muut kehon kudokset tarvitsevat erityisen joustavuuden voidakseen sopeutua vastaaviin olosuhteisiin. Elastiinien ryhmään kuuluvat rakenneproteiinit suorittavat tämän tehtävän. Ne voidaan venyttää ja ovat rajoitetusti verrattavissa kankaan elastisiin kuituihin. Elastiinit mahdollistavat nopean tilavuuden säädön verisuonissa, keuhkoissa ja erilaisissa nahoissa ja kalvoissa, jotka ympäröivät elimiä ja joutuvat selviytymään muuttuvista elinkokoista. Myös ihmisen iholla kollageenit ja elastiinit täydentävät toisiaan varmistaen sekä kiinteyden että kyvyn liikuttaa ihoa.

Vaikka ligaatioissa ja jänteissä olevat kollageenit takaavat pääasiassa vetolujuuden tiettyyn suuntaan, kynsien ja varpaankynsien osana olevien keratiinien on varmistettava tasainen (kaksiulotteinen) lujuus. Toinen rakenneproteiiniluokka koostuu ns. Motorisista proteiineista, jotka ovat lihassolujen pääkomponentti. Mioosiinilla ja muilla motorisilla proteiineilla on kyky supistua tietystä hermostoärsykkeestä johtuen, niin että lihas lyhenee väliaikaisesti energian käytön aikana.

Koulutus, esiintyminen ja ominaisuudet

Rakenteelliset proteiinit, kuten muutkin proteiinit, syntetisoidaan soluissa. Edellytyksenä on, että vastaavien aminohappojen saanti taataan. Ensinnäkin, useita aminohappoja on kytketty peptidien ja polypeptidien muodostamiseen. Nämä proteiinin osat asetetaan yhteen karkealle endoplasmiselle retikulaarille suurempien osien muodostamiseksi ja sitten kokonaisen proteiinimolekyylin muodostamiseksi.

Rakenneproteiinit, joiden on suoritettava toimintoja solunulkoisessa matriisissa olevien solujen ulkopuolella, on leimattu ja kuljetetaan solunulkoiseen tilaan eksosytoosilla erittävien vesikkeleiden avulla. Rakenneproteiinien vaadittavat ominaisuudet kattavat laajan spektrin vetolujuuden ja elastisuuden välillä. Rakenneproteiinit esiintyvät yleensä vain osana kudoksia, joten niiden pitoisuutta ei voida helposti mitata suoraan. Siksi optimaalista pitoisuutta ei voida antaa.

Sairaudet ja häiriöt

Monimutkaiset tehtävät, jotka erilaisilla rakenneproteiineilla on oltava, johtavat odotukseen, että voi myös ilmetä toimintahäiriöitä, jotka johtavat häiriöihin ja oireisiin. Se voi myös johtaa toimintahäiriöihin synteesiketjussa, koska synteesiin tarvitaan suuri määrä entsyymejä ja vitamiineja.

Huomattavin häiriö syntyy, kun vastaavia proteiineja ei voida syntetisoida aminohappojen alitarjonnan vuoksi. Keho itse voi syntetisoida suurimman osan tarvittavista aminohapoista, mutta ei välttämättömiä aminohappoja, jotka on otettava ulkopuolelta ruoan tai ravintolisien muodossa. Vaikka välttämättömiä aminohappoja olisi riittävästi, imeytyminen ohutsuolessa voi häiritä sairauksien tai nautittujen toksiinien takia tai tiettyjen lääkkeiden sivuvaikutuksena ja aiheuttaa puutteen. Tässä yhteydessä tunnettu, vaikkakin harvinainen sairaus on Duchennen lihassydystrofia.

Tauti johtuu X-kromosomin geneettisestä vikasta, joten vain miehet kärsivät siitä. Geneettinen vika tarkoittaa, että rakenneproteiinidystrofiinia, joka vastaa luustolihasten lihaskuitujen ankkuroinnista, ei voida syntetisoida. Tämä johtaa vakavaan lihasdystrofiaan. Toinen - myös harvinainen - perinnöllinen sairaus johtaa mitokondriopatiaan. Useat tunnetut DNA: n ja mitokondriaalisen DNA: n geneettiset viat voivat aiheuttaa mitokondrioita. Tiettyjen mitokondrioiden rakenneproteiinien muuttunut koostumus johtaa vähentyneeseen energiansaanniin koko organismille.