4.16: Структурная функция белка
Структурные белки — это категория белков, отвечающих за различные функции, от формы и движения клеток до обеспечения поддержки основных структур, таких как кости, хрящи, волосы и мышцы. В эту группу входят такие белки, как коллаген, актин, миозин и кератин.
Коллаген, самый обильный белок у млекопитающих, встречается по всему телу. В соединительной ткани, такой как кожа, связки и сухожилия, он обеспечивает прочность на растяжение и эластичность. В костях и зубах он минерализируется, образуя твердые ткани, и вносит вклад в их несущую способность. Помимо структурной поддержки, коллаген также может взаимодействовать с рецепторами на поверхности клетки и другими промежуточными молекулами для регулирования клеточных процессов, таких как рост и миграция, что включает изменения формы клеток и тканей.
Структурные белки составляют основу цитоскелета клетки. Цитоскелет состоит из трех типов филаментов: микрофиламентов, промежуточных филаментов и микротрубочек, каждый из которых состоит из различных структурных белков. Микрофиламент образуется, когда актин самополимеризуется в длинные повторяющиеся структуры. Эти актиновые филаменты вносят вклад в форму и организацию клеток. Кроме того, микрофиламенты также могут способствовать перемещению и делению клеток, когда они действуют вместе с миозином. Состав промежуточных филаментов варьируется в зависимости от типа клеток. Существует около 70 различных генов, которые кодируют разные промежуточные филаменты. Промежуточные филаменты в эпителиальных клетках содержат кератин, в периферических нейронах содержат периферин, а в саркомере в мышечных клетках содержит десмин. Основная структурная функция этих филаментов - укреплять клетки и организовывать их в ткани. Микротрубочки состоят из структурных белков, называемых тубулинами. Тубулины самоорганизуются, образуя микротрубочки, которые способствуют организации цитоплазмы, включая и расположение органелл. Микротрубочки также необходимы для митоза и деления клеток.
Поскольку структурные белки широко распространены, мутация в гене, кодирующем любой из этих белков, может иметь серьезные пагубные последствия. Например, мутация в гене, кодирующем коллаген, может привести к состоянию, известному как несовершенный остеогенез, которое характеризуется слабостью костей и деформациями соединительных тканей. Различные мутации в гене коллагена могут привести к синдрому Альпорта, который характеризуется проблемами в таких органах, как почки, глаза и уши.
