Proteína estructural

Proteínas estructurales sirven principalmente como constructores de tracción en células y tejidos. Por lo general, no tienen función enzimática, por lo que normalmente no interfieren con los procesos metabólicos. Las proteínas estructurales suelen formar fibras largas y dan z. B. ligamentos, tendones y huesos su fuerza y ​​motilidad, su movilidad. Varios tipos diferentes de proteínas estructurales constituyen aproximadamente el 30% de todas las proteínas presentes en los seres humanos.

¿Qué es la proteína estructural?

Las proteínas, que principalmente dan al tejido su estructura y resistencia al desgarro, se resumen bajo el término proteínas estructurales. Las proteínas estructurales se caracterizan por el hecho de que generalmente no participan en procesos metabólicos enzimático-catalíticos.

Las escleroproteínas, que se cuentan entre las proteínas estructurales, suelen formar moléculas de cadena larga en forma de aminoácidos encadenados, cada uno de los cuales está unido entre sí mediante enlaces peptídicos. Las proteínas estructurales a menudo tienen secuencias de aminoácidos recurrentes, que permiten a las moléculas estructuras secundarias y terciarias especiales, como hélices dobles o triples, lo que conduce a una resistencia mecánica particular. Las proteínas estructurales importantes y conocidas son z. B. Queratina, colágeno y elastina. La queratina es una de las proteínas estructurales formadoras de fibras que dan estructura a la piel (epidermis), así como al cabello y las uñas.

Con más del 24% de todas las proteínas presentes en el cuerpo humano, los colágenos forman el grupo más grande de proteínas estructurales. Lo sorprendente de los colágenos es que uno de cada tres aminoácidos es glicina y se acumula la secuencia glicina-prolina-hidroxiprolina. Los colágenos resistentes al desgarro son los componentes más importantes de huesos, dientes, ligamentos y tendones (tejido conectivo). A diferencia de los colágenos, que apenas se pueden estirar, la elastina da a ciertos tejidos la capacidad de estirarse. Por tanto, la elastina es un componente importante en los pulmones, en las paredes de los vasos sanguíneos y en la piel.

Función, efecto y tareas

Varias clases de proteínas se incluyen bajo el término proteína estructural. Todas las proteínas estructurales tienen en común que su función principal es dar estructura y fuerza al tejido en el que se encuentran. Se requiere una amplia gama de propiedades estructurales necesarias. Los colágenos, que forman la proteína estructural en ligamentos y tendones, son extremadamente resistentes al desgarro, ya que los ligamentos y tendones están expuestos a grandes tensiones en términos de resistencia al desgarro.

Como componente de huesos y dientes, los colágenos también deben poder formar estructuras a prueba de roturas. Otros tejidos corporales necesitan una elasticidad especial además de la resistencia al desgarro para poder adaptarse a las condiciones respectivas. Las proteínas estructurales, que pertenecen al grupo de las elastinas, cumplen esta función. Se pueden estirar y son, hasta cierto punto, comparables a las fibras elásticas de la tela. Las elastinas permiten ajustes rápidos de volumen en los vasos sanguíneos, los pulmones y diversas pieles y membranas que envuelven los órganos y tienen que hacer frente a los cambios de tamaño de los órganos. También en la piel humana, los colágenos y las elastinas se complementan para garantizar tanto la firmeza como la capacidad de mover la piel.

Mientras que los colágenos en ligamentos y tendones garantizan principalmente la resistencia a la tracción en una determinada dirección, las queratinas, que forman parte de las uñas de las manos y los pies, deben garantizar una resistencia plana (bidimensional). Otra clase de proteínas estructurales está formada por las llamadas proteínas motoras, que son el componente principal de las células musculares. La miosina y otras proteínas motoras tienen la capacidad de contraerse debido a un cierto estímulo neuronal, por lo que el músculo se acorta temporalmente mientras usa energía.

Educación, ocurrencia y propiedades

Las proteínas estructurales, como otras proteínas, se sintetizan en las células. El requisito previo es que se garantice el suministro de los aminoácidos correspondientes. Primero, varios aminoácidos se unen para formar péptidos y polipéptidos. Estas partes de una proteína se juntan en el retículo endoplásmico rugoso para formar partes más grandes y luego formar una molécula de proteína completa.

Las proteínas estructurales que tienen que realizar funciones fuera de las células en la matriz extracelular son marcadas y transportadas al espacio extracelular por exocitosis mediante vesículas secretoras. Las propiedades requeridas de las proteínas estructurales cubren un amplio espectro entre resistencia a la tracción y elasticidad. Las proteínas estructurales normalmente solo se encuentran como parte de los tejidos, por lo que su concentración no puede medirse directamente con facilidad. Por tanto, no se puede dar una concentración óptima.

Enfermedades y trastornos

Las complejas tareas que deben asumir las diferentes proteínas estructurales llevan a la expectativa de que también pueden producirse disfunciones que conduzcan a trastornos y síntomas. También puede provocar disfunciones dentro de la cadena de síntesis debido a que se requiere una gran cantidad de enzimas y vitaminas para la síntesis.

Las alteraciones más notables surgen cuando las proteínas correspondientes no pueden sintetizarse debido a un suministro insuficiente de aminoácidos. La mayoría de los aminoácidos necesarios pueden ser sintetizados por el propio organismo, pero no los aminoácidos esenciales que deben ser aportados desde el exterior en forma de alimentos o suplementos nutricionales. Incluso con un suministro adecuado de aminoácidos esenciales, la absorción en el intestino delgado puede verse alterada debido a enfermedades o por la ingestión de toxinas o como efecto secundario de ciertos medicamentos y provocar una deficiencia. Una enfermedad bien conocida, aunque rara, en este contexto es la distrofia muscular de Duchenne.

La enfermedad es causada por un defecto genético en el cromosoma X, por lo que solo los hombres se ven afectados directamente. El defecto genético significa que la proteína estructural distrofina, que es responsable de anclar las fibras musculares en los músculos esqueléticos, no puede sintetizarse. Esto conduce a una distrofia muscular grave. Otra enfermedad hereditaria, también rara, conduce a la mitocondriopatía. Varios defectos genéticos conocidos dentro del ADN y el ADN mitocondrial pueden causar mitocondrias. Una composición modificada de ciertas proteínas estructurales mitocondriales da como resultado un suministro de energía reducido para todo el organismo.