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Strukturproteine

Struktur- und Faserproteine

Definition
Fibröse Proteine (auch Faserproteine genannt) sind außerordentlich lange Moleküle und bilden den wichtigsten Strukturbestandteil von tierischen Zellen und Geweben. Die mechanischen Eigenschaften der Faserproteine sind eng mit ihrer Struktur korreliert: Diese Proteine bestehen aus α-Helices oder aus β-Faltblatt-Strukturen.

Je nach Vorkommen und Eigenschaften dieser Proteine wird unterschieden nach:

  • Haut- und Bindegewebsproteinen,
  • Wolle oder Haar,
  • Seide.

Das Faserprotein Collagen besitzt eine sehr hohe Zugfestigkeit und ist der Hauptbestandteil von Haut, Knorpel und Sehnen. In Säugern ist Collagen eines der häufigsten Proteine und macht fast ein Viertel des Gesamtproteins aus. Haare, Fingernägel und Federn bestehen aus Keratin, einem nahezu unlöslichen Protein mit hoher Widerstandsfähigkeit. Elastin ist ein gummiartiges Strukturprotein aus elastischen Fasern und kommt in den Ligamenten vor. Elastin-Fasern lassen sich unter Zug auf ein mehrfaches ihrer Länge dehnen und verkürzen sich wieder auf die ursprüngliche Länge, wenn die Spannung nachlässt. Fibroin ist die Hauptkomponente der von Seidenraupen produzierten Seide und auch des Spinnfadens der Spinnen. Die völlig unterschiedlichen Eigenschaften der Faserproteine werden durch ihre besondere Aminosäure-Zusammensetzung bedingt.

Tab.1
Sekundärstruktur und Eigenschaften der Faserproteine
StrukturCharakteristikaBeispiele für das Vorkommen
α-Helix, über Disulfid-Brücken quervernetztfeste, unlösliche Struktur mit unterschiedlicher Härte und Flexibilitätα-Keratin von Haaren, Nägeln und Federn
β-Faltblattweiche, flexible StrukturenSeidenfibroin
Collagen-Tripelhelixhohe Zugfestigkeit, geringe DehnbarkeitCollagen der Sehnen, Knochenmatrix
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