Proteínas estruturais funções, exemplos e características

As Proteínas estruturais São proteínas importantes presentes em todas as células eucarióticas, ou seja, elas estão em células animais e vegetais. Isso faz parte de estruturas biológicas extremamente diversas, como pele, cabelo, teia de aranha, seda, tecido conjuntivo, paredes celulares das plantas, etc.

Embora o termo "proteína estrutural" seja comumente usado para se referir a proteínas como colágeno, queratina e elastina, também existem importantes proteínas estruturais intracelulares que contribuem para a manutenção da estrutura interna das células.

Fotografia das fibras de colágeno tipo I, uma classe de proteína estrutural (Fonte: Louisa Howard [domínio público] via Wikimedia Commons)

Essas proteínas, pertencentes ao citoesqueleto, também controlam a localização subcelular das organelas e fornecem a maquinaria de transporte e comunicação entre eles.

Algumas proteínas estruturais foram estudadas em grandes detalhes e permitiram entender mais profundidade a estrutura geral da proteína. Exemplo destes são fibroína de seda, colágeno e outros.

A partir do estudo da fibroína da seda, por exemplo, a estrutura proteica secundária das folhas agregadas β e, desde os primeiros estudos realizados com o colágeno, a estrutura secundária da hélice foi descrita.

Portanto, as proteínas estruturais são essenciais tanto dentro de células individuais quanto nos tecidos que são para.

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Funções

As funções das proteínas estruturais são bastante diversas e dependem, acima de tudo, do tipo de proteína em questão. No entanto, pode -se dizer que sua principal função é a manutenção da integridade estrutural das células e, em um sentido mais amplo, da estrutura do corpo.

Quanto às proteínas estruturais do corpo, a queratina, por exemplo, tem funções em proteção e cobertura, em defesa, em movimento, entre outros.

A epiderme da pele dos mamíferos e de outros animais tem um grande número de filamentos constituídos por queratina. Esta camada tem funções na proteção do organismo contra diferentes tipos de fatores estressantes ou prejudiciais.

Espinhos e espigões, bem como chifres e picos, garras e unhas, que são tecidos queratinizados, funções de exercício, tanto na proteção quanto na defesa do corpo.

Industriamente, a lã e o cabelo de muitos animais são explorados para a fabricação de roupas e outros tipos de roupas, para que tenham uma importância adicional, antropocentricamente falando.

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Proteínas estruturais celulares

Do ponto de vista celular, as proteínas estruturais têm funções transcendentais, uma vez que compõem o quadro interno que confere a forma característica de cada célula: o citoesqueleto.

Como parte do citoesqueleto, proteínas estruturais como actina, tubulina, miosina e outros também participam de funções de transporte e comunicação interna, bem como em eventos de mobilidade celular (em células capazes de mover).

A existência de cílios e flagelos, por exemplo, depende amplamente de proteínas estruturais que compõem os filamentos grossos e finos, compostos de actina e tubulina.

Exemplos de proteínas estruturais e suas características

Como existe uma grande diversidade de proteínas estruturais, haverá apenas exemplos dos mais importantes e abundantes entre os organismos eucarióticos.

Bactérias e outros procariontes, juntamente com vírus, também têm proteínas estruturais importantes em seus corpos celulares, no entanto, a maioria se concentra em células eucarióticas.

-Actina

A actina é uma proteína que forma filamentos (filamentos de actina) conhecidos como microfilamentos. Esses microfilamentos são muito importantes no citoesqueleto de todas as células eucarióticas.

Filamentos de actina são dois polímeros helicoidais de cadeia. Essas estruturas flexíveis têm de 5 a 9 nm de diâmetro e são organizadas como vigas lineares, redes bidimensionais ou géis tridimensionais.

A actina é distribuída por todo o cartão, no entanto, está particularmente concentrada em uma camada ou casca anexada à face interna da membrana plasmática, pois é uma parte fundamental do citoesqueleto.

-Colágeno

O colágeno é uma proteína presente em animais e é particularmente abundante em mamíferos, que têm pelo menos 20 genes diferentes que codificam as várias formas desta proteína que podem ser encontradas em seus tecidos.

É encontrado principalmente em ossos, tendões e pele, onde constitui mais de 20% da massa proteica total de mamíferos (maior que a porcentagem de qualquer outra proteína).

Nos tecidos conjuntivos onde está localizado, o colágeno constitui uma parte importante da parte fibrosa da matriz extracelular (que também é composta por substância fundamental), onde forma fibras elásticas que apóiam grandes forças de tensão.

Estrutura de fibras de colágeno

As fibras de colágeno são compostas por subunidades uniformes de moléculas de tropocolágeno, com 280 nm de comprimento e 1.5 nm de diâmetro. Cada molécula de tropocolágeno é composta por três cadeias polipeptídicas conhecidas como cadeias alfa, que estão associadas uma à outra como uma hélice tripla.

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Cada uma das cadeias alfa tem cerca de 1000 resíduos de aminoácidos, onde glicina, prolina, hidroxiprolina e hidroxilisina são muito abundantes (o que também é verdadeiro para outras proteínas estruturais, como a queratina).

Dependendo do tipo de fibra de colágeno que é considerada, estes são encontrados em lugares diferentes e têm propriedades e funções diferentes. Alguns são específicos de osso e dentina, enquanto outros fazem parte da cartilagem e assim por diante.

-Queratina

A queratina é a proteína estrutural mais importante dos queratinócitos, um dos tipos de células mais abundantes da epiderme. É uma proteína fibrosa insolúvel que também é encontrada nas células e tegumentos de muitos animais.

Após o colágeno, a queratina é a segunda proteína mais abundante no corpo de mamíferos. Além de ser uma parte substancial da camada mais externa da pele, esta é a principal proteína estrutural de cabelos e lã, unhas, garras e cascos, penas e chifres.

Na natureza, existem diferentes tipos de queratinas (análogavelmente para os diferentes tipos de colágeno), que têm funções diferentes. Alfa e beta keratins são os mais conhecidos. O primeiro formou pregos, buzinas, picos e epiderme de mamíferos, enquanto os últimos são abundantes em picos, escalas e penas de répteis e pássaros.

-Elastina

A elastina, outra proteína de origem animal, é um componente essencial da matriz extracelular e tem funções importantes na elasticidade e resiliência de muitos tecidos em animais de vertebrados.

Esses tecidos incluem artérias, pulmões, ligamentos e tendões, pele e cartilagem elástica.

A elastina compreende mais de 80% das fibras elásticas presentes na matriz extracelular e é cercada por microfibrilas compostas por vários macromoléculas. A estrutura das matrizes compostas dessas fibras varia entre os diferentes tecidos.

Nas artérias, essas fibras elásticas são organizadas em anéis concêntricos em torno do lúmen arterial; Nos pulmões, as fibras de elastina formam uma estrutura fina em todo o órgão, concentrando -se em áreas como aberturas de alvéolas.

Nos tendões, as fibras de elastina estão em paralelo em relação à organização tecidual e, na cartilagem elástica, são organizadas em uma configuração tridimensional semelhante a um favo de mel de abelhas.

-Extenso

As paredes celulares das plantas são compostas principalmente de celulose, no entanto, algumas das proteínas associadas a essa estrutura também têm relevância funcional e estrutural.

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As extensinas são uma das proteínas de parede mais conhecidas e são caracterizadas por sequência repetida de Pentapétida (HYP) 4. Eles são ricos em resíduos básicos, como a lisina, o que contribui para sua interação com os outros componentes na parede celular.

Sua função tem a ver com o endurecimento ou fortalecimento das paredes. Além de outras proteínas estruturais em animais, em plantas existem diferentes tipos de extensões, que são expressas por diferentes tipos de células (nem todas as células produzem extensões).

Na soja, por exemplo, as extensões são produzidas pelas células esclerechy, enquanto em plantas de tabaco foi demonstrado que as raízes laterais têm duas camadas de células que expressam essas proteínas.

-Lâmina

As organelas celulares também têm suas próprias proteínas estruturais, responsáveis ​​pela manutenção de sua forma, sua motilidade e muitos outros processos fisiológicos e metabólicos inerentes a eles.

A região interna da membrana nuclear está associada a uma estrutura conhecida como folha nuclear, e ambos têm uma composição muito especial de proteína. Entre as proteínas que compõem a lâmina nuclear estão proteínas chamadas folhas.

As folhas pertencem ao grupo de filamentos intermediários do tipo V e existem vários tipos, os mais conhecidos são A e B. Essas proteínas podem interagir entre si ou com outros elementos internos do núcleo, como matriz, cromatina e membrana nuclear interna.

Referências

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