Ang fibrous protein , na kilala rin bilang scleroproteins, ay isang klase ng mga protina na mahalagang mga sangkap na istruktura ng anumang nabubuhay na cell. Ang kolagen, elastin, keratin o fibroin ay mga halimbawa ng ganitong uri ng protina.
Natutupad nila ang napaka magkakaibang at kumplikadong pag-andar. Ang pinakamahalaga ay ang mga proteksyon (tulad ng mga spines ng isang porcupine) o ng suporta (tulad ng isang nagbibigay ng mga spider sa web na sila mismo ay naghabi at pinapanatili itong sinuspinde).
Ang paulit-ulit na istraktura ng sutla fibroin, isang fibrous protein (Pinagmulan: Sponk sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)
Ang mga malalakas na protina ay binubuo ng ganap na pinalawak na mga chain ng polypeptide, na naayos sa isang uri ng "hibla" o "lubid" ng mahusay na pagtutol. Ang mga protina na ito ay mekanikal na napakalakas at hindi matutunaw sa tubig.
Para sa karamihan, ang mga sangkap ng fibrous protein ay mga polimer ng magkakasunod na paulit-ulit na mga amino acid.
Sinubukan ng sangkatauhan na muling likhain ang mga katangian ng fibrous protein na gumagamit ng iba't ibang mga tool sa biotechnological, gayunpaman, ang pag-elucidating sa naturang kawastuhan ang pag-aayos ng bawat amino acid sa chain ng polypeptide ay hindi isang madaling gawain.
Istraktura
Ang mga malalakas na protina ay may medyo simpleng komposisyon sa kanilang istraktura. Karaniwan silang binubuo ng tatlo o apat na amino acid na sumama, na paulit-ulit na paulit-ulit.
Iyon ay, kung ang isang protina ay binubuo ng mga amino acid tulad ng lysine, arginine, at tryptophan, ang susunod na amino acid na magbigkis sa tryptophan ay magiging isang lysine, na sinusundan ng isang arginine at isa pang molekulang tryptophan, at iba pa.
Mayroong fibrous protein na may mga amino acid motif na naglagay ng dalawa o tatlong magkakaibang amino acid bukod sa paulit-ulit na mga motif ng kanilang mga pagkakasunud-sunod,, sa iba pang mga protina, ang pagkakasunud-sunod ng amino acid ay maaaring lubos na variable, 10 o 15 iba't ibang mga amino acid.
Ang mga istruktura ng maraming mga fibrous protein ay nailalarawan sa mga X-ray crystallography technique at sa pamamagitan ng mga nuclear magnetic resonance strategies. Salamat sa mga ito, ang mga protina na hugis ng hibla, pantubo, laminar, spiral, at hugis na "funnel", atbp ay detalyado.
Ang bawat natatanging pattern ng pag-ulit ng polypeptide ay bumubuo ng isang strand at ang bawat strand ay isa sa daan-daang mga yunit na bumubuo sa ultrastructure ng isang "fibrous protein." Kadalasan, ang bawat filament ay inayos na helically na may kaugnayan sa bawat isa.
Mga Tampok
Dahil sa network ng mga hibla na bumubuo ng mga fibrous protein, ang kanilang pangunahing pag-andar ay binubuo ng nagsisilbing isang istruktura na materyal ng suporta, paglaban at proteksyon para sa mga tisyu ng iba't ibang mga buhay na organismo.
Ang mga protekturang istruktura na binubuo ng mga fibrous protein ay maaaring maprotektahan ang mga mahahalagang organo ng vertebrates laban sa mechanical shocks, masamang kondisyon ng panahon, o pag-atake ng mga mandaragit.
Ang antas ng dalubhasa ng fibrous protein ay natatangi sa kaharian ng hayop. Ang spider web, halimbawa, ay isang mahalagang tela ng suporta para sa paraan ng pamumuno ng mga spider ng buhay. Ang materyal na ito ay may natatanging lakas at kakayahang umangkop.
Sobrang ganito, na sa ngayon maraming mga gawa ng tao ang sumusubok na muling likhain ang kakayahang umangkop at paglaban ng spider web, kahit na ang paggamit ng mga transgenic organismo upang synthesize ang materyal na ito gamit ang mga tool na biotechnological. Gayunpaman, dapat tandaan na ang inaasahang tagumpay ay hindi pa nakamit.
Ang isang mahalagang pag-aari na may mga fibrous na protina ay pinapayagan nila ang koneksyon sa pagitan ng iba't ibang mga tisyu ng mga hayop ng vertebrate.
Bilang karagdagan, ang maraming nalalaman mga katangian ng mga protina na ito ay nagbibigay-daan sa mga buhay na organismo upang lumikha ng mga materyales na pagsamahin ang lakas at kakayahang umangkop. Ito, sa maraming mga kaso, ay ang bumubuo sa mga mahahalagang sangkap para sa paggalaw ng mga kalamnan sa mga vertebrates.
Fibrous halimbawa ng protina
Collagen
Ito ay isang protina ng pinagmulan ng hayop at marahil isa sa pinaka-sagana sa katawan ng mga hayop ng vertebrate, dahil binubuo nito ang karamihan sa mga nag-uugnay na tisyu. Ang Collagen ay naninindigan para sa kanyang malakas, extensible, hindi matutunaw at chemically inert properties.
Molekular na istraktura ng collagen, isang mahibla protina ng pinagmulan ng hayop (Pinagmulan: Nevit Dilmen sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)
Ito ay kadalasang binubuo ng balat, kornea, intervertebral disc, tendon at mga daluyan ng dugo. Ang isang collagen fiber ay binubuo ng isang kahanay na triple helix na halos isang katlo lamang ng amino acid glycine.
Ang protina na ito ay bumubuo ng mga istraktura na kilala bilang "collagen microfibrils", na binubuo ng unyon ng ilang mga collagen triple helise.
Elastin
Tulad ng collagen, ang elastin ay isang protina na bahagi ng nag-uugnay na tisyu. Gayunpaman, hindi tulad ng una, nagbibigay ito ng pagkalastiko sa mga tisyu, sa halip na paglaban.
Ang mga Elastin fibers ay binubuo ng mga amino acid valine, proline, at glycine. Ang mga amino acid ay lubos na hydrophobic at napagpasyahan na ang pagkalastiko ng fibrous protein na ito ay dahil sa mga pakikipag-ugnay sa electrostatic sa loob ng istraktura nito.
Ang Elastin ay sagana sa mga tisyu na masinsinang napapailalim sa mga extension at pag-relaks. Sa mga vertebrates matatagpuan ito sa mga arterya, ligament, baga, at balat.
Keratin
Ang Keratin ay isang protina na natagpuan sa nakararami sa ectodermal layer ng mga hayop na vertebrate. Ang protina na ito ay bumubuo ng mahahalagang istruktura tulad ng buhok, kuko, tinik, balahibo, sungay, bukod sa iba pa.
Ang Keratin ay maaaring binubuo ng α-keratin o β-keratin. Ang ker-keratin ay mas matipid kaysa sa β-keratin. Ito ay dahil ang α-keratin ay binubuo ng α-helice, na mayaman sa amino acid cysteine, na may kakayahang bumubuo ng mga disulfide na tulay na may iba pang pantay na amino acid.
Sa β-keratin, sa kabilang banda, ito ay binubuo sa isang mas malaking proporsyon ng polar at apolar amino acid, na maaaring mabuo ang mga bono ng hydrogen at isinaayos sa mga nakatiklop na mga sheet. Nangangahulugan ito na ang istraktura nito ay hindi masyadong lumalaban.
Fibroin
Ito ang protina na bumubuo sa web spider at ang mga thread na ginawa ng mga silkworm. Ang mga thread na ito ay binubuo ng karamihan sa mga amino acid glycine, serine at alanine.
Ang mga istruktura ng mga protina na ito ay mga β-sheet na nakaayos na antiparallel sa oryentasyon ng filament. Ang katangian na ito ay nagbibigay sa paglaban, kakayahang umangkop at kaunting kakayahan upang maiunat.
Ang Fibroin ay hindi maayos na natutunaw sa tubig at may utang na malaki sa mahusay na pag-ikot sa mahusay na katigasan na ibinibigay ito ng unyon ng mga amino acid sa pangunahing istruktura nito at sa mga tulay ng Vander Waals, na nabuo sa pagitan ng pangalawang pangkat ng mga amino acid.
Mga Sanggunian
- Bailey, K. (1948). Malakas na protina bilang mga sangkap ng biological system. Ang bulletin medikal ng Britanya, 5 (4-5), 338-341.
- Huggins, ML (1943). Ang Istraktura ng Fibrous Proteins. Mga Review sa Chemical, 32 (2), 195-218.
- Kaplan, DL (1998). Malakas na protina-sutla bilang isang sistema ng modelo. Pagwawasak at Katatagan ng polimer, 59 (1-3), 25-32.
- Parry, DA, & Creamer, LK (1979). Malakas na protina, pang-agham, pang-industriya, at mga medikal na aspeto. Sa International Conference on Fibrous Proteins 1979: Massey University). Akademikong Press.
- Parry, DA, & Squire, JM (2005). Malakas na protina: ipinahayag ang mga bagong aspeto ng istruktura at pagganap. Sa Mga Pagsulong sa kimika ng protina (Vol. 70, p. 1-10). Akademikong Press.
- Schmitt, FO (1968). Malakas na protina - mga organo ng neuronal. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences ng Estados Unidos ng Amerika, 60 (4), 1092.
- Wang, X., Kim, HJ, Wong, C., Vepari, C., Matsumoto, A., & Kaplan, DL (2006). Malakas na protina at engineering engineering. Mga materyales ngayon, 9 (12), 44-53.