Proteínas estruturais servem principalmente como construtores de tensão em células e tecidos. Eles geralmente não têm função enzimática, portanto, normalmente não interferem nos processos metabólicos. As proteínas estruturais geralmente formam fibras longas e fornecem z. B. ligamentos, tendões e ossos sua força e motilidade, sua mobilidade. Vários tipos diferentes de proteínas estruturais constituem cerca de 30% de todas as proteínas que ocorrem em humanos.
Qual é a proteína estrutural?
As proteínas, que dão principalmente ao tecido sua estrutura e resistência ao rasgo, são resumidas sob o termo proteínas estruturais. As proteínas estruturais são caracterizadas pelo fato de que geralmente não estão envolvidas em processos metabólicos enzimático-catalíticos.
As escleroproteínas, que são contadas entre as proteínas estruturais, geralmente formam moléculas de cadeia longa na forma de aminoácidos unidos, que estão ligados uns aos outros por meio de ligações peptídicas. As proteínas estruturais costumam ter sequências de aminoácidos recorrentes que permitem que as moléculas tenham estruturas secundárias e terciárias especiais, como hélices duplas ou triplas, o que leva a uma resistência mecânica particular. Proteínas estruturais importantes e conhecidas são z. B. Queratina, Colágeno e Elastina. A queratina é uma das proteínas estruturais formadoras de fibras que dão estrutura à pele (epiderme), bem como ao cabelo e às unhas.
Com mais de 24% de todas as proteínas que ocorrem no corpo humano, os colágenos formam o maior grupo de proteínas estruturais. É perceptível nos colágenos que cada terceiro aminoácido é glicina e a sequência glicina-prolina-hidroxiprolina é acumulada. Os colágenos resistentes ao rasgo são os componentes mais importantes dos ossos, dentes, ligamentos e tendões (tecido conjuntivo). Em contraste com os colágenos, que dificilmente podem ser esticados, a elastina dá a certos tecidos a capacidade de se esticar. A elastina é, portanto, um componente importante nos pulmões, nas paredes dos vasos sanguíneos e na pele.
Função, efeito e tarefas
Diferentes classes de proteínas são incluídas no termo proteína estrutural. Todas as proteínas estruturais têm em comum que sua principal função é dar estrutura e força ao tecido em que se encontram. Uma ampla gama de propriedades estruturais necessárias é necessária. Os colágenos, que formam a proteína estrutural nos ligamentos e tendões, são extremamente resistentes ao rasgo, pois os ligamentos e tendões são expostos a altas tensões em termos de resistência ao rasgo.
Como um componente em ossos e dentes, o colágeno também deve ser capaz de formar estruturas à prova de quebra. Além da resistência ao rasgo, outros tecidos do corpo precisam de uma elasticidade especial para poderem se adaptar às respectivas condições. Proteínas estruturais que pertencem ao grupo das elastinas realizam essa tarefa. Elas podem ser esticadas e são, até certo ponto, comparáveis às fibras elásticas em tecido. As elastinas permitem ajustes rápidos de volume nos vasos sanguíneos, pulmões e várias peles e membranas que envolvem os órgãos e precisam lidar com as mudanças no tamanho dos órgãos. Também na pele humana, os colágenos e as elastinas se complementam para garantir a firmeza e a capacidade de mover a pele.
Enquanto os colágenos nos ligamentos e tendões garantem principalmente a resistência à tração em uma determinada direção, as queratinas, que fazem parte das unhas das mãos e dos pés, devem garantir uma resistência plana (bidimensional). Outra classe de proteínas estruturais é composta pelas chamadas proteínas motoras, que são o principal componente das células musculares. A miosina e outras proteínas motoras têm a capacidade de se contrair em resposta a um determinado estímulo neural, fazendo com que o músculo encurte temporariamente durante o uso de energia.
Educação, ocorrência e propriedades
As proteínas estruturais, como outras proteínas, são sintetizadas nas células. O pré-requisito é que o fornecimento dos aminoácidos correspondentes seja garantido. Primeiro, vários aminoácidos estão ligados para formar peptídeos e polipeptídeos. Essas partes de uma proteína são colocadas juntas no retículo endoplasmático rugoso para formar partes maiores e então formar uma molécula de proteína completa.
As proteínas estruturais que têm de desempenhar funções fora das células na matriz extracelular são marcadas e transportadas para o espaço extracelular por exocitose por meio de vesículas secretoras. As propriedades necessárias das proteínas estruturais cobrem um amplo espectro entre a resistência à tração e a elasticidade. As proteínas estruturais normalmente ocorrem apenas como parte dos tecidos, de modo que sua concentração não pode ser medida diretamente com facilidade. Uma concentração ótima não pode, portanto, ser fornecida.
Doenças e distúrbios
As tarefas complexas que as diferentes proteínas estruturais têm de assumir levam à expectativa de que também possam ocorrer disfunções que levam a distúrbios e sintomas. Também pode levar a disfunções na cadeia de síntese porque um grande número de enzimas e vitaminas são necessárias para a síntese.
Os distúrbios mais perceptíveis surgem quando as proteínas correspondentes não podem ser sintetizadas devido a um suprimento insuficiente de aminoácidos. A maioria dos aminoácidos necessários pode ser sintetizada pelo próprio corpo, mas não os aminoácidos essenciais que precisam ser fornecidos de fora na forma de alimentos ou suplementos nutricionais. Mesmo com um suprimento adequado de aminoácidos essenciais, a absorção no intestino delgado pode ser prejudicada por doenças ou por toxinas ingeridas ou como efeito colateral de certos medicamentos e causar deficiência. Uma doença bem conhecida, embora rara, nesse contexto é a distrofia muscular de Duchenne.
A doença é causada por um defeito genético no cromossomo X, portanto, apenas os homens são diretamente afetados. O defeito genético significa que a proteína estrutural distrofina, responsável por ancorar as fibras musculares dos músculos esqueléticos, não pode ser sintetizada. Isso leva a uma distrofia muscular severa. Outra doença hereditária - também rara - leva à mitocondriopatia. Vários defeitos genéticos conhecidos no DNA e no DNA mitocondrial podem causar mitocôndrias. Uma composição alterada de certas proteínas estruturais mitocondriais resulta em um suprimento de energia reduzido para todo o organismo.
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