Struktuurne valk

Struktuurvalgud toimivad peamiselt rakkudes ja kudedes tõmbejõuna. Neil pole tavaliselt ensümaatilist funktsiooni, seega ei häiri nad tavaliselt ainevahetusprotsesse. Struktuurvalgud moodustavad tavaliselt pikki kiude ja annavad z. B. sidemete, kõõluste ja luude tugevus ja liikuvus, liikuvus. Mitmed eri tüüpi struktuurvalgud moodustavad umbes 30% kõigist inimestel esinevatest valkudest.

Mis on struktuurvalk?

Valgud, mis annavad peamiselt kudedele selle struktuuri ja rebenemiskindluse, on kokku võetud kui struktuurvalgud. Struktuurvalke iseloomustab asjaolu, et tavaliselt ei osale nad ensümaatiliselt-katalüütilistes metaboolsetes protsessides.

Skleroproteiinid, mida arvestatakse strukturaalsete valkude hulka, moodustavad tavaliselt pika ahelaga molekulid üksteisega ühendatud aminohapete kujul, mis on üksteisega seotud peptiidsidemete kaudu. Struktuurivalkudel on sageli korduvad aminohappelised järjestused, mis võimaldavad molekulidel olla spetsiaalsed sekundaarsed ja tertsiaarstruktuurid, näiteks kahe- või kolmekordsed heelitsid, mis põhjustab erilise mehaanilise tugevuse. Olulised ja tuntud struktuurvalgud on z. B. Keratiin, kollageen ja elastiin. Keratiin on üks kiudaineid moodustavatest struktuurvalkudest, mis annavad nahale (epidermisele), aga ka juustele ja küüntele struktuuri.

Kuna inimkehas esineb üle 24% kõigist valkudest, moodustavad kollageenid suurima struktuurvalkude rühma. Kollageenide puhul on silmatorkav see, et iga kolmas aminohape on glütsiin ja järjestus glütsiin-proliin-hüdroksüproliin on akumuleerunud. Rebenemiskindlad kollageenid on luude, hammaste, sidemete ja kõõluste (sidekude) kõige olulisemad komponendid. Vastupidiselt vaevalt venitatavatele kollageenidele annab elastiin teatud kudedele venituse võime. Elastiin on seetõttu oluline komponent kopsudes, veresoonte seintes ja nahas.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Termini struktuurvalk all mõistetakse mitmesuguseid valkude klasse. Kõigil strukturaalsetel valkudel on ühine see, et nende peamine ülesanne on anda struktuurile ja tugevusele koele, milles nad asuvad. Vajalik on lai valik vajalikke konstruktsioonilisi omadusi. Kollageenid, mis moodustavad sidemetes ja kõõlustes struktuurvalgu, on eriti rebenemiskindlad, kuna sidemed ja kõõlused puutuvad kokku vastupidavuse poolest kõrgete stressidega.

Luude ja hammaste komponendina peavad kollageenid suutma moodustada ka purunemiskindlaid struktuure. Lisaks rebenemiskindlusele vajavad ka muud keha kuded vastavat tingimustega kohanemiseks erilist elastsust. Struktuurvalgud, mis kuuluvad elastiini rühma, täidavad seda ülesannet. Neid saab venitada ja need on piiratud määral võrreldavad kangas olevate elastsete kiududega. Elastiinid võimaldavad kiiret ruumala korrigeerimist veresoontes, kopsudes ning erinevates nahkades ja membraanides, mis ümbritsevad elundeid ja peavad toime tulema elundi muutuva suurusega. Ka inimese nahas täiendavad kollageenid ja elastiinid üksteist, tagades nii naha püsivuse kui ka liikumisvõime.

Kui sidemete ja kõõluste kollageenid tagavad peamiselt tõmbetugevuse teatud suunas, peavad sõrme- ja varbaküünte hulka kuuluvad keratiinid tagama tasase (kahemõõtmelise) tugevuse. Veel üks struktuurvalkude klass koosneb niinimetatud motoorsetest valkudest, mis on lihasrakkude põhikomponent. Müosiinil ja teistel motoorsetel valkudel on võime reageerida teatud närvistimulatsioonile, põhjustades lihase energia kasutamise ajal ajutist lühenemist.

Haridus, esinemine ja omadused

Struktuurivalke, nagu ka teisi valke, sünteesitakse rakkudes. Eeltingimus on, et vastavate aminohapete varustamine on tagatud. Esiteks on mitu aminohapet ühendatud peptiidide ja polüpeptiidide moodustamiseks. Need valgu osad pannakse kokku karedale endoplasmaatilisele retikulumile, moodustades suuremad osad ja seejärel moodustades tervikliku valgu molekuli.

Struktuurvalgud, mis peavad rakuvälises maatriksis väljaspool rakke funktsioone täitma, on märgistatud ja transporditakse ekstratsellulaarsesse ruumi eksotsütoosi teel sekretoorsete vesiikulite abil. Struktuurvalkude nõutavad omadused katavad laia spektrit tõmbetugevuse ja elastsuse vahel. Struktuurvalgud esinevad tavaliselt ainult kudede osana, nii et nende kontsentratsiooni pole otseselt võimalik otseselt mõõta. Seetõttu ei saa optimaalset kontsentratsiooni anda.

Haigused ja häired

Keerulised ülesanded, mida erinevad struktuurvalgud peavad täitma, viivad eeldusele, et tekkida võivad ka talitlushäired, mis põhjustavad häireid ja sümptomeid. See võib põhjustada ka häireid sünteesi ahelas, kuna sünteesiks on vaja suurt hulka ensüüme ja vitamiine.

Kõige märgatavamad häired tekivad siis, kui vastavaid valke ei saa sünteesida aminohapete alapakkumise tõttu. Enamiku vajalikest aminohapetest saab organism ise sünteesida, kuid mitte asendamatuid aminohappeid, mida tuleb tarnida väljastpoolt toidu või toidulisandite kujul. Isegi asendamatute aminohapete piisava varustatuse korral võib peensooles imendumine olla häiritud haiguste või allaneelatud toksiinide tõttu või teatud ravimite kõrvaltoimena ja põhjustada vaegust. Selles kontekstis tuntud, ehkki harva esinev haigus on Duchenne'i lihasdüstroofia.

Haiguse põhjustab X-kromosoomi geneetiline defekt, seega mõjutavad seda otseselt ainult mehed. Geneetiline defekt tähendab, et struktuurvalgu düstrofiini, mis vastutab skeletilihaste lihaskiudude kinnistamise eest, ei saa sünteesida. See põhjustab tugevat lihasdüstroofiat. Teine - ka haruldane - pärilik haigus põhjustab mitokondriopaatiat. Mitokondreid võivad põhjustada mitmed teadaolevad DNA ja mitokondrite DNA geneetilised defektid. Teatud mitokondrite struktuurvalkude muutunud koostis vähendab kogu organismi energiavarustust.