Protéines fibreuses

Structure moléculaire du collagène, une protéine fibreuse d'origine animale (Source: Nevit Dilmen [CC By-S (http: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0 /)] via Wikimedia Commons)

Que sont les protéines fibreuses?

Le protéines fibreuses, Également connues sous le nom de scléroprotéines, ils sont une classe de protéines qui sont une partie importante des composants structurels de toute cellule vivante. Le collagène, l'élastine, la kératine ou le fibroine sont des exemples de ce type de protéine.

Ils remplissent des fonctions très diverses et complexes. Les plus importants sont ceux de la protection (comme les épines d'un porc-épic) ou le soutien (comme celui qui fournit des araignées le tissu qu'ils tissent et qui les maintient en suspension).

Les protéines fibreuses sont composées de chaînes polypeptidiques entièrement étendues, qui sont organisées formant une sorte de "fibre" ou "corde" d'une grande résistance. Ces protéines sont mécaniquement très fortes et insolubles dans l'eau.

Pour la plupart, les composants des protéines fibreux sont des polymères d'acides aminés répétés consécutivement.

L'humanité a essayé.

Structure

Structure répétitive du fibroine de soie, une protéine fibreuse

Les protéines fibreuses ont une composition relativement simple dans leur structure. Ils sont généralement formés par trois ou quatre acides aminés uno.

C'est-à-dire que si une protéine est composée d'acides aminés tels que la lysine, l'arginine et le tryptophane, l'acide aminé suivant qui rejoindra le tryptophane sera à nouveau une lysine, suivi d'une arginine et d'une autre molécule de tryptophane et ainsi de suite.

Il existe des protéines fibreuses qui ont des motifs d'acides aminés espacés de deux ou trois acides aminés différents des motifs répétitifs de leurs séquences et, dans d'autres protéines, la séquence d'acides aminés peut être très variable, de 10 ou 15 acides aminés différents.

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Les structures de nombreuses protéines fibreuses ont été caractérisées par des techniques de cristallographie aux rayons x et par des méthodes de résonance magnétique nucléaire. Grâce à cela, les protéines avec des fibres, tubulaires, laminaires, en spirale, "entonnoir", etc. ont été détaillées, etc.

Chaque polypeptide de motifs répétés forme un filament et chaque filament est une unité des centaines d'unités qui composent l'ultrastructure d'une "protéine fibreuse". En général, chaque filament est disponible de manière hélicoïdale par rapport aux autres.

Les fonctions

En raison du réseau de fibres qui forme des protéines fibreuses, leurs principales fonctions consistent à servir de soutien structurel, de résistance et de protection pour les tissus des différents organismes vivants.

Les structures de protection composées de protéines fibreuses peuvent protéger les organes vitaux des vertébrés contre les coups mécaniques, les conditions climatiques défavorables ou l'attaque prédatrice.

Le niveau de spécialisation des protéines fibreux est unique dans le règne animal. Spider Web, par exemple, est un tissu de soutien essentiel pour le mode de vie que les araignées transportent. Ce matériau a une résistance et une flexibilité uniques.

À tel point qu'actuellement, de nombreux matériaux synthétiques essaient de recréer la flexibilité et la résistance de Spider Web, même en utilisant des organismes transgéniques pour synthétiser ce matériau à travers des outils biotechnologiques. Cependant, il convient de noter que le succès attendu n'a pas encore été obtenu.

Une propriété importante des protéines fibreuses est qu'elles permettent la connexion entre les différents tissus des animaux vertébrés.

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De plus, les propriétés polyvalentes de ces protéines permettent aux organismes vivants de créer des matériaux qui combinent la résistance et la flexibilité. C'est, dans de nombreux cas, ce qui forme les composants essentiels du mouvement des muscles chez les vertébrés.

Exemples de protéines fibreuses

Collagène

C'est une protéine d'origine animale et est peut-être l'un des plus abondants du corps des animaux vertébrés, car la plupart des tissus conjonctifs composent. Le collagène se démarque pour ses propriétés fortes, extensibles, insolubles et chimiquement inertes.

Compose - principalement - à la peau, à la cornée, aux disques intervertébraux, aux tendons et aux vaisseaux sanguins. Une fibre de collagène est composée d'une hélice parallèle triple qui est, presque dans sa troisième partie, seulement la glycine d'acide aminé.

Cette protéine forme des structures connues sous le nom de «microfibrilles de collagène», qui se composent de l'union de plusieurs hélices à triple collagène les uns avec les autres.

Élastine

Elastin des chevaux d'un cheval. Source: Marta S. C. Godinho, chavaunne t. Thorpe, Steve E. Greenwald et Hazel R. C. Écran, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Comme le collagène, l'élastine est une protéine qui fait partie du tissu conjonctif. Cependant, contrairement au premier, il fournit une élasticité aux tissus, au lieu de la résistance.

Les fibres d'élastine sont composées d'acides aminés de valine, proline et glycine. Ces acides aminés sont des caractéristiques hautement hydrophobes et il a été déterminé que l'élasticité de cette protéine fibreuse est due à des interactions électrostatiques dans sa structure.

L'élastine est abondante dans les tissus qui sont intensivement soumis à des cycles d'extension et de relaxation. Chez les vertébrés, il se trouve dans les artères, les ligaments, les poumons et la peau.

Kératine

Kératine. Source: Maksim, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

La kératine est une protéine qui se trouve principalement dans la couche ectodermique d'animaux vertébrés. Cette protéine forme des structures importantes comme des cheveux, des ongles, des épines, des plumes, des cornes, entre autres.

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La kératine peut être composée de α-quératine ou de β-colratine. Α-Quératine est beaucoup plus rigide que la β. En effet.

En β-that, en revanche, il est composé dans une plus grande proportion d'acides aminés polaires et apolaires, qui peuvent former des ponts d'hydrogène et s'organiser en feuilles β pliées. Cela signifie que sa structure est moins résistante.

Fibroin

Structure moléculaire de la fibrome

C'est la protéine qui compose le web et les brins d'araignée produits par les vers en soie. Ces fils sont principalement composés d'acides aminés glycine, sérine et alanine.

Les structures de ces protéines sont des feuilles β organisées antiparallela à l'orientation du filament. Cette caractéristique lui donne une résistance, une flexibilité et une petite capacité de district.

Le fibrome n'est pas très soluble dans l'eau et doit sa grande flexibilité à la grande rigidité que l'union des acides aminés dans sa structure primaire et les ponts Vander Waals, qui se forment entre les groupes secondaires des acides aminés.