Struktūriniai baltymai

Struktūriniai baltymai pirmiausia tarnauja kaip tempimo stiprikliai ląstelėse ir audiniuose. Paprastai jie neturi fermentinės funkcijos, todėl paprastai netrukdo metaboliniams procesams. Struktūriniai baltymai paprastai sudaro ilgas skaidulas ir suteikia z. B. raiščių, sausgyslių ir kaulų stiprumas ir judrumas, judumas. Keli skirtingi struktūrinių baltymų tipai sudaro apie 30% visų žmogaus organizme esančių baltymų.

Kas yra struktūrinis baltymas?

Baltymai, kurie daugiausia suteikia audiniui jo struktūrą ir atsparumą ašaroms, apibendrinti kaip terminas struktūriniai baltymai. Struktūriniai baltymai pasižymi tuo, kad paprastai nedalyvauja fermentiniuose-katalitiniuose metaboliniuose procesuose.

Skleroproteinai, kurie yra įskaičiuojami į struktūrinius baltymus, paprastai sudaro ilgos grandinės molekules, susietų aminorūgščių pavidalu, kurios yra sujungtos viena su kita per peptidinius ryšius. Struktūriniai baltymai dažnai turi pasikartojančias aminorūgščių sekas, kurios leidžia molekulėms turėti specialias antrines ir tretines struktūras, tokias kaip dviguba ar triguba spiralės, o tai lemia ypatingą mechaninį stiprumą. Svarbūs ir žinomi struktūriniai baltymai yra z. B. Keratinas, kolagenas ir elastinas. Keratinas yra vienas iš skaidulų formuojančių struktūrinių baltymų, suteikiančių struktūrą odai (epidermiui), taip pat plaukams ir nagams.

Su daugiau nei 24% visų baltymų, esančių žmogaus organizme, kolagenai sudaro didžiausią struktūrinių baltymų grupę. Kollagenams stebina tai, kad kas trečia aminorūgštis yra glicinas ir kaupiasi glicino-prolino-hidroksiprolino seka. Ašaroms atsparūs kolagenai yra svarbiausi kaulų, dantų, raiščių ir sausgyslių (jungiamojo audinio) komponentai. Priešingai nei kolagenai, kuriuos sunku ištempti, elastinas tam tikriems audiniams suteikia galimybę ištempti. Todėl elastinas yra svarbus komponentas plaučiuose, kraujagyslių sienose ir odoje.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Įvairių klasių baltymai priskiriami terminui „struktūriniai baltymai“. Visi struktūriniai baltymai turi tai, kad jų pagrindinė funkcija yra suteikti struktūrą ir stiprumą audiniui, kuriame jie yra. Reikia plataus spektro būtinų konstrukcinių savybių. Kolagenai, kurie sudaro struktūrinius baltymus raiščiuose ir sausgyslėse, yra ypač atsparūs ašaroms, nes raiščiai ir sausgyslės yra veikiami didelių įtempių, atsižvelgiant į atsparumą ašaroms.

Kaip kaulų ir dantų komponentai, kollagenai taip pat turi sugebėti sudaryti atsparias lūžimams struktūras. Be atsparumo ašaroms, kitiems kūno audiniams reikalingas ypatingas elastingumas, kad jie galėtų prisitaikyti prie atitinkamų sąlygų. Šią užduotį vykdo struktūriniai baltymai, priklausantys elastinų grupei. Jie gali būti ištempti ir tam tikru mastu palyginami su elastingais pluoštais audinyje. Elastinai leidžia greitai koreguoti tūrį kraujagyslėse, plaučiuose ir įvairiose odelėse bei membranose, apgaubiančiose organus ir susiduriančiose su kintančiais organų dydžiais. Žmogaus odoje kolagenai ir elastinai papildo vienas kitą, kad užtikrintų odos tvirtumą ir sugebėjimą judėti.

Nors raiščių ir sausgyslių kolagenai iš esmės garantuoja tempimo jėgą tam tikra kryptimi, keratinai, kurie yra nagų ir nagų nagai, turi užtikrinti plokščią (dvimatį) stiprumą. Kitą struktūrinių baltymų klasę sudaro vadinamieji motoriniai baltymai, kurie yra pagrindiniai raumenų ląstelių komponentai. Miozinas ir kiti motoriniai baltymai turi savybę susitraukti dėl tam tikro neuronų stimulo, todėl raumenys laikinai sutrumpėja, kol sunaudojama energija.

Švietimas, atsiradimas ir savybės

Struktūriniai baltymai, kaip ir kiti baltymai, sintetinami ląstelėse. Privaloma sąlyga - garantuojamas atitinkamų aminorūgščių tiekimas. Pirmiausia, kelios aminorūgštys yra sujungtos, kad sudarytų peptidus ir polipeptidus. Šios baltymo dalys sudedamos ant grubaus endoplazminio retikulumo, kad būtų suformuotos didesnės dalys, o po to suformuota visa baltymo molekulė.

Struktūriniai baltymai, atliekantys tarpląstelinės matricos ląstelių išorę, yra pažymėti ir pernešami į tarpląstelinę erdvę eksocitozės būdu sekrecinių pūslelių pagalba. Būtinos struktūrinių baltymų savybės apima platų tempimo stiprumo ir elastingumo spektrą. Paprastai struktūriniai baltymai atsiranda tik kaip audinių dalis, todėl jų koncentracijos tiesiogiai išmatuoti negalima. Todėl negalima nurodyti optimalios koncentracijos.

Ligos ir sutrikimai

Sudėtingos užduotys, kurias turi atlikti skirtingi struktūriniai baltymai, leidžia tikėtis, kad taip pat gali atsirasti sutrikimų, kurie gali sukelti sutrikimus ir simptomus. Tai taip pat gali sukelti sutrikimus sintezės grandinėje, nes sintezei reikia daug fermentų ir vitaminų.

Labiausiai pastebimi sutrikimai atsiranda, kai atitinkamų baltymų neįmanoma susintetinti dėl nepakankamo aminorūgščių kiekio. Didžiąją dalį reikiamų aminorūgščių gali sintetinti pats organizmas, bet ne būtinosios aminorūgštys, kurios turi būti tiekiamos iš išorės maisto ar maisto papildų pavidalu. Net tinkamai aprūpinant nepakeičiamas aminorūgštis, absorbcija plonojoje žarnoje gali būti sutrikdyta dėl ligų ar prarytų toksinų arba kaip šalutinis tam tikrų vaistų poveikis ir gali sukelti trūkumą. Plačiai žinoma, nors ir reta, liga šiame kontekste yra Duchenne raumenų distrofija.

Ligą sukelia genetinis X chromosomos defektas, todėl tiesioginį poveikį turi tik vyrai. Genetinis defektas reiškia, kad negalima sintetinti struktūrinio baltymo distrofino, atsakingo už raumenų skaidulų įtvirtinimą skeleto raumenyse. Tai lemia sunkią raumenų distrofiją. Kita - taip pat reta - paveldima liga sukelia mitochondriopatiją. Keli žinomi genetiniai DNR ir mitochondrijų DNR defektai gali sukelti mitochondrijas. Pasikeitusi tam tikrų mitochondrijų struktūrinių baltymų sudėtis sumažina viso organizmo energijos tiekimą.