구조 단백질은 주요 단백질은 모든 진핵 세포, 즉 세포가 동물과 식물 모두 존재한다. 이들은 피부, 머리카락, 거미줄, 실크, 결합 조직, 식물 세포벽 등과 같은 매우 다양한 생물학적 구조의 일부입니다.
"구조 단백질"이라는 용어는 일반적으로 콜라겐, 케라틴 및 엘라스틴과 같은 단백질을 지칭하는 데 사용되지만 세포 내부 구조의 유지에 기여하는 중요한 세포 내 구조 단백질도 있습니다.
구조 단백질의 일종 인 I 형 콜라겐 섬유 사진 (출처 : Louisa Howard via Wikimedia Commons)
세포 골격에 속하는이 단백질은 세포 기관의 세포 하 위치를 제어하고 이들 사이의 수송 및 통신 기계를 제공합니다.
일부 구조 단백질은 매우 자세히 연구되었으며 일반적인 단백질 구조를 더 잘 이해할 수있게되었습니다. 이들의 예는 실크 피브로인, 콜라겐 및 기타입니다.
예를 들어 실크 피브로인 연구에서 β 접힌 시트의 2 차 단백질 구조를 설명하고 콜라겐으로 수행 한 첫 번째 연구에서 삼중 나선 2 차 구조를 추론했습니다.
따라서 구조 단백질은 개별 세포와 이들이 구성하는 조직 모두에서 필수적입니다.
풍모
구조적 단백질의 기능은 매우 다양하며, 무엇보다 해당 단백질의 유형에 따라 다릅니다. 그러나 주요 기능은 세포의 구조적 완전성을 유지하고 더 넓은 의미에서 신체 구조를 유지하는 것이라고 말할 수 있습니다.
예를 들어, 신체 구조 단백질에 관한 한, 케라틴은 보호 및 보호, 방어, 이동 등의 기능을합니다.
포유류와 다른 동물의 피부 표피에는 케라틴으로 구성된 많은 수의 필라멘트가 있습니다. 이 층은 다양한 유형의 스트레스 요인 또는 유해 요인으로부터 신체를 보호하는 기능을 가지고 있습니다.
각질화 된 조직인 가시와 깃펜, 뿔과 부리, 발톱과 손톱은 신체를 보호하고 방어하는 기능을 모두 가지고 있습니다.
산업적으로 많은 동물의 양모와 털은 의류 및 기타 유형의 의류 제조에 이용되기 때문에 인간 중심적으로 말하면 추가로 중요합니다.
세포 구조 단백질
세포의 관점에서 구조 단백질은 각 세포에 특징적인 모양을 부여하는 내부 프레임 워크 인 세포 골격을 구성하기 때문에 초월 적 기능을 가지고 있습니다.
세포 골격의 일부로서 액틴, 튜 불린, 미오신 등과 같은 구조적 단백질은 내부 통신 및 수송 기능뿐만 아니라 세포 이동성 사건 (이동할 수있는 세포에서)에도 관여합니다.
예를 들어 섬모와 편모의 존재는 액틴과 튜 불린으로 구성된 두껍고 얇은 필라멘트를 구성하는 구조 단백질에 크게 의존합니다.
구조 단백질 및 그 특성의 예
구조 단백질의 다양성이 매우 다양하기 때문에 진핵 생물 중에서 가장 중요하고 풍부한 예만 아래에 제시합니다.
박테리아와 다른 원핵 생물은 바이러스와 함께 세포체에 중요한 구조 단백질을 가지고 있지만 대부분의 관심은 진핵 세포에 집중되어 있습니다.
-액틴
액틴은 마이크로 필라멘트로 알려진 필라멘트 (액틴 필라멘트)를 형성하는 단백질입니다. 이러한 마이크로 필라멘트는 모든 진핵 세포의 세포 골격에서 매우 중요합니다.
액틴 필라멘트는 2- 사슬 나선형 폴리머입니다. 이러한 유연한 구조는 직경이 5 ~ 9nm이며 선형 빔, 2 차원 네트워크 또는 3 차원 겔로 구성됩니다.
액틴은 세포 전체에 분포하지만 세포 골격의 기본 부분이기 때문에 원형질막의 내면에 부착 된 층이나 피질에 특히 집중되어 있습니다.
-콜라겐
콜라겐은 동물에 존재하는 단백질이며 특히 포유류에 풍부합니다. 포유류에는 조직에서 발견 할 수있는 다양한 형태의이 단백질을 암호화하는 20 개 이상의 다른 유전자가 있습니다.
주로 뼈, 힘줄 및 피부에서 발견되며 포유류의 총 단백질 질량의 20 % 이상을 구성합니다 (다른 단백질의 비율보다 큼).
발견되는 결합 조직에서 콜라겐은 세포 외 기질 (기본 물질로도 구성됨)의 섬유질 부분의 중요한 부분을 구성하며, 여기서 큰 인장력을 지원하는 탄성 섬유를 형성합니다.
콜라겐 섬유의 구조
콜라겐 섬유는 길이 280nm, 직경 1.5nm 인 트로포 콜라겐 분자의 균일 한 서브 유닛으로 구성됩니다. 각 트로포 콜라겐 분자는 알파 사슬로 알려진 3 개의 폴리 펩타이드 사슬로 구성되며,이 사슬은 삼중 나선처럼 서로 결합합니다.
각 알파 사슬에는 약 1000 개의 아미노산 잔기가 있으며 글리신, 프롤린, 히드 록시 프롤린 및 히드 록시 리신이 매우 풍부합니다 (케라틴과 같은 다른 구조 단백질에도 해당됨).
고려되는 콜라겐 섬유의 유형에 따라 다른 위치에서 발견되고 다른 특성과 기능을 가지고 있습니다. 일부는 뼈와 상아질에 특유한 반면 다른 일부는 연골의 일부입니다.
-케라틴
케라틴은 표피에서 가장 풍부한 세포 유형 중 하나 인 케 라티노 사이트의 가장 중요한 구조 단백질입니다. 그것은 많은 동물의 세포와 외피에서도 발견되는 불용성 섬유질 단백질입니다.
콜라겐 다음으로 케라틴은 포유류 몸에서 두 번째로 풍부한 단백질입니다. 이것은 피부의 가장 바깥 쪽 층의 실질적인 부분 일뿐만 아니라 머리카락과 양모, 손톱, 발톱과 발굽, 깃털과 뿔의 주요 구조 단백질입니다.
자연에는 기능이 다른 여러 유형의 케라틴 (다른 유형의 콜라겐과 유사)이 있습니다. 알파 및 베타 케라틴이 가장 잘 알려져 있습니다. 전자는 포유류의 못, 뿔, 깃대 및 표피를 형성하고 후자는 파충류와 새의 부리, 비늘 및 깃털에 풍부합니다.
-엘라스틴
동물 기원의 또 다른 단백질 인 엘라스틴은 세포 외 기질의 핵심 구성 요소이며 척추 동물에서 많은 조직의 탄력성과 탄력성에 중요한 역할을합니다.
이러한 조직에는 동맥, 폐, 인대 및 힘줄, 피부 및 탄성 연골이 포함됩니다.
엘라스틴은 세포 외 기질에 존재하는 탄성 섬유의 80 % 이상을 구성하며 다양한 거대 분자로 구성된 미세 섬유로 둘러싸여 있습니다. 이러한 섬유로 구성된 매트릭스의 구조는 조직마다 다릅니다.
동맥에서 이러한 탄성 섬유는 동맥 루멘 주변의 동심원 고리로 스스로 구성됩니다. 폐에서 엘라스틴 섬유는 기관 전체에 얇은 네트워크를 형성하여 폐포의 개구부와 같은 영역에 집중됩니다.
힘줄에서 엘라스틴 섬유는 조직 조직과 평행하게 배향되고 탄성 연골에서는 벌집 모양과 유사한 3 차원 구성으로 배열됩니다.
-확장
식물 세포벽은 주로 셀룰로오스로 구성되어 있지만이 구조와 관련된 일부 단백질은 기능적 및 구조적 관련성이 있습니다.
Extensins는 가장 잘 알려진 벽 단백질 중 하나이며 반복되는 pentapetid sequence Ser- (Hyp) 4를 특징으로합니다. 그들은 세포벽의 다른 구성 요소와의 상호 작용에 기여하는 라이신과 같은 기본 잔류 물이 풍부합니다.
그 기능은 벽의 강화 또는 강화와 관련이 있습니다. 동물의 다른 구조 단백질과 마찬가지로 식물에는 다른 유형의 세포에 의해 발현되는 다른 유형의 엑텐 신이 있습니다 (모든 세포가 엑텐 신을 생산하는 것은 아닙니다).
예를 들어, 대두에서 엑텐 신은 공막 세포에 의해 생성되는 반면, 담배 식물에서는 측면 뿌리에 이러한 단백질을 발현하는 두 개의 세포 층이있는 것으로 나타났습니다.
-시트
세포 소기관은 또한 모양, 운동성 및 기타 여러 고유 한 생리적 및 대사 과정을 유지하는 역할을하는 자체 구조 단백질을 가지고 있습니다.
핵막의 내부 영역은 핵 층으로 알려진 구조와 관련이 있으며 둘 다 매우 특별한 단백질 구성을 가지고 있습니다. 핵층을 구성하는 단백질 중에는 층층이라는 단백질이 있습니다.
라미 나는 V 형의 중간 필라멘트 그룹에 속하며 몇 가지 유형이 있으며 가장 잘 알려진 것은 A와 B입니다.이 단백질은 서로 상호 작용하거나 매트릭스 단백질과 같은 핵의 다른 내부 요소와 상호 작용할 수 있습니다. 염색질과 내부 핵막.
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