Strukturprotein

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Als Strukturproteine (Skleroprotein, Gerüsteiweiß) bezeichnet man Eiweißmoleküle, die in erster Linie als Gerüststoffe in Geweben oder Zellen von Lebewesen dienen. Sie haben häufig keine katalytische Funktion, wirken also nicht als Enzyme, sondern sind u. a. maßgeblich daran beteiligt, Zellen ihre Form und Geweben ihre Festigkeit und Elastizität zu geben.

Beispiele für Strukturproteine

  • Keratin der Haare, Nägel, Hufe und Hörner von Säugetieren, der Federn von Vögeln und Hornschuppen von Reptilien.
  • Kollagen der Bindegewebe und der extrazellulären Matrix aller Gewebetiere
  • fibrilläre (faserige) Strukturproteine wie Myosin und Tropomyosin, die die Kontraktion der Muskelzellen bewirken (diese werden meist als Bewegungsproteine bezeichnet)
  • faserförmige Seidenproteine von Insekten oder Spinnen (Fibroin und Sercin)
  • Arthropodin und Sklerotin (mit Phenol gegerbtes Arthropodin), neben Chitin Hauptbestandteil der Körperhülle (Cuticula) der Arthropoden (Gliederfüsser)
  • Zentriolen und Mikrotubuli der meisten Lebewesen
  • Mikrofilamente des Zytoskeletts der meisten Lebewesen

Struktur-Charakteristika

Die meisten Strukturproteine zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Aminosäuresequenz regelmäßig wiederkehrende Cluster von Aminosäuren aufweist. Folge dieser regelmäßigen Primärstruktur ist eine in längeren Bereichen (Domänen) geordnete Sekundärstruktur, beispielsweise als rechtsgängige α-Helix (im α-Keratin) oder als enge linksgängige α-Helix (im Kollagen) oder als β-Faltblatt (im β-Keratin oder im Fibroin der Insektenseide) oder als alternierende kristalline und amorphe Bereiche (im Fibroin der Spinnenseide).

Targeting

Strukturproteine, die außerhalb der Zelle fungieren sollen, werden posttranslational durch eine spezifische Glykosylierung kenntlichgemacht (Targeting), dass sie durch Exozytose die Zelle verlassen sollen.

Bildung kovalenter Komplexe

Häufig unterliegen Strukturproteine posttranslationalen Modifikationen, um mit anderen Molekülen dauerhafte (kovalent gebundene) Komplexe zu bilden (z. B. Kollagen in Kollagenfibrillen, Fibroin in Seidenfibrillen). Dies kann außerhalb der Zelle spontan (passiv) oder mit Unterstützung von Enzymen geschehen.

Literatur

  • Jan Koolman, Klaus-Heinrich Röhm: Taschenatlas der Biochemie. 3. Auflage, Georg Thieme Verlag, 2003, ISBN 9783137594031, S. 70ff.

Siehe auch

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