रेशेदार प्रोटीन, भी scleroproteins के रूप में जाना, प्रोटीन है कि किसी भी जीवित कोशिका की महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटक हैं का एक वर्ग है। कोलेजन, इलास्टिन, केराटिन या फाइब्रोइन इस प्रकार के प्रोटीन के उदाहरण हैं।
वे बहुत विविध और जटिल कार्यों को पूरा करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण हैं संरक्षण (जैसे कि एक साही की रीढ़) या समर्थन (जैसे कि जो मकड़ियों को वेब प्रदान करता है कि वे खुद बुनाई करते हैं और जो उन्हें निलंबित रखता है)।
रेशम फाइब्रोइन की दोहरावदार संरचना, एक रेशेदार प्रोटीन (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से स्पोंक)
रेशेदार प्रोटीन पूरी तरह से विस्तारित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से बना होता है, जो एक तरह के "फाइबर" या "रस्सी" महान प्रतिरोध में व्यवस्थित होते हैं। ये प्रोटीन यांत्रिक रूप से बहुत मजबूत होते हैं और पानी में अघुलनशील होते हैं।
अधिकांश भाग के लिए, रेशेदार प्रोटीन के घटक लगातार दोहराया एमिनो एसिड के पॉलिमर होते हैं।
मानवता ने विभिन्न जैव-प्रौद्योगिकीय साधनों का उपयोग करके रेशेदार प्रोटीन के गुणों को फिर से बनाने की कोशिश की है, हालांकि, इस तरह की सटीकता के साथ स्पष्ट करना पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में प्रत्येक अमीनो एसिड की व्यवस्था एक आसान काम नहीं है।
संरचना
रेशेदार प्रोटीनों की संरचना में अपेक्षाकृत सरल संरचना होती है। वे आम तौर पर तीन या चार अमीनो एसिड से मिलकर बनते हैं, जिन्हें कई बार दोहराया जाता है।
यही है, अगर एक प्रोटीन लाइसिन, आर्जिनिन, और ट्रिप्टोफैन जैसे एमिनो एसिड से बना है, तो अगला एमिनो एसिड जो ट्रिप्टोफैन से बंधेगा, फिर से एक लाइसिन होगा, इसके बाद एक आर्गिनिन और दूसरा ट्रिप्टोफेन अणु, और इसी तरह।
ऐसे रेशेदार प्रोटीन होते हैं जिनके एमिनो एसिड रूपांकनों में दो या तीन अलग-अलग अमीनो एसिड होते हैं, जो उनके अनुक्रमों के दोहराए गए रूपांकनों से अलग होते हैं और, अन्य प्रोटीनों में, एमिनो एसिड अनुक्रम अत्यधिक चर, 10 या 15 अलग-अलग अमीनो एसिड हो सकते हैं।
कई रेशेदार प्रोटीन की संरचनाओं की विशेषता एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी तकनीक और परमाणु चुंबकीय अनुनाद विधियों द्वारा की गई है। इसके लिए, फाइबर के आकार के प्रोटीन, ट्यूबलर, लामिनायर, सर्पिल, "फ़नल" के आकार का, आदि का विस्तार किया गया है।
प्रत्येक अनोखा रिपीट पैटर्न पॉलीपेप्टाइड एक स्ट्रैंड बनाता है और प्रत्येक स्ट्रैंड उन सैकड़ों इकाइयों में से एक है, जो "फाइब्रोस प्रोटीन" की पूर्ण संरचना बनाते हैं। आम तौर पर, प्रत्येक फिलामेंट को एक दूसरे के सापेक्ष सहायक रूप से व्यवस्थित किया जाता है।
विशेषताएं
फाइबर के नेटवर्क के कारण जो रेशेदार प्रोटीन बनाते हैं, उनके मुख्य कार्यों में विभिन्न जीवित जीवों के ऊतकों के लिए समर्थन, प्रतिरोध और संरक्षण के लिए एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में कार्य करना शामिल है।
रेशेदार प्रोटीन से बनी सुरक्षात्मक संरचनाएं यांत्रिक झटके, प्रतिकूल मौसम की स्थिति या शिकारियों के हमले के खिलाफ कशेरुक के महत्वपूर्ण अंगों की रक्षा कर सकती हैं।
जानवरों के साम्राज्य में रेशेदार प्रोटीन की विशेषज्ञता का स्तर अद्वितीय है। स्पाइडर वेब, उदाहरण के लिए, जीवन मकड़ियों के नेतृत्व के तरीके के लिए एक आवश्यक समर्थन कपड़े है। इस सामग्री में अद्वितीय शक्ति और लचीलापन है।
इतना तो है, कि आजकल कई सिंथेटिक सामग्री मकड़ी के जालों के लचीलेपन और प्रतिरोध को फिर से बनाने की कोशिश करती हैं, यहां तक कि ट्रांसजेनिक जीवों का उपयोग करके इस सामग्री को जैव-तकनीकी उपकरणों का उपयोग करके संश्लेषित किया जाता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अपेक्षित सफलता अभी तक नहीं मिली है।
फाइब्रोस प्रोटीन के पास एक महत्वपूर्ण गुण यह है कि वे कशेरुक जानवरों के विभिन्न ऊतकों के बीच संबंध बनाने की अनुमति देते हैं।
इसके अतिरिक्त, इन प्रोटीनों के बहुमुखी गुण जीवित जीवों को ऐसी सामग्री बनाने की अनुमति देते हैं जो शक्ति और लचीलेपन को जोड़ती हैं। यह, कई मामलों में, कशेरुक में मांसपेशियों के आंदोलन के लिए आवश्यक घटक बनाता है।
रेशेदार प्रोटीन उदाहरण
कोलेजन
यह जानवरों की उत्पत्ति का एक प्रोटीन है और संभवतः कशेरुक जानवरों के शरीर में सबसे प्रचुर मात्रा में है, क्योंकि यह संयोजी ऊतकों में से अधिकांश बनाता है। कोलेजन अपने मजबूत, एक्स्टेंसिबल, अघुलनशील और रासायनिक रूप से निष्क्रिय गुणों के लिए बाहर खड़ा है।
कोलेजन की आणविक संरचना, पशु मूल का एक रेशेदार प्रोटीन (स्रोत: नेविट दिलमेन विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)
यह ज्यादातर त्वचा, कॉर्निया, इंटरवर्टेब्रल डिस्क, टेंडन और रक्त वाहिकाओं से बना होता है। एक कोलेजन फाइबर एक समानांतर ट्रिपल हेलिक्स से बना होता है जो कि अमीनो एसिड ग्लाइसिन का लगभग एक तिहाई है।
यह प्रोटीन "कोलेजन माइक्रोफिब्रिल" के रूप में जाना जाता संरचनाएं बनाता है, जिसमें एक साथ कई कोलेजन ट्रिपल हेलिकॉप्टर के संघ शामिल होते हैं।
इलास्टिन
कोलेजन की तरह, इलास्टिन एक प्रोटीन है जो संयोजी ऊतक का हिस्सा है। हालांकि, पहले के विपरीत, यह प्रतिरोध के बजाय ऊतकों को लोच प्रदान करता है।
इलास्टिन फाइबर अमीनो एसिड वेलिन, प्रोलाइन और ग्लाइसिन से बने होते हैं। ये अमीनो एसिड अत्यधिक हाइड्रोफोबिक हैं और यह निर्धारित किया गया है कि इस रेशेदार प्रोटीन की लोच इस संरचना के भीतर इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के कारण है।
इलास्टिन ऊतकों में प्रचुर मात्रा में है जो गहन रूप से विस्तार और विश्राम चक्र के अधीन हैं। कशेरुकियों में यह धमनियों, स्नायुबंधन, फेफड़े और त्वचा में पाया जाता है।
केरातिन
केराटिन एक प्रोटीन है जो मुख्य रूप से कशेरुक जानवरों के एक्टोडर्मल परत में पाया जाता है। यह प्रोटीन बालों, नाखूनों, कांटों, पंखों, सींगों जैसी महत्वपूर्ण संरचनाओं का निर्माण करता है।
केराटिन α-keratin या k-keratin से बना हो सकता है। Is-केरातिन k-केरातिन की तुलना में बहुत अधिक सख्त है। ऐसा इसलिए है क्योंकि α-keratin, α-हेलीकॉप्टर से बना होता है, जो अमीनो एसिड सिस्टीन से भरपूर होता है, जिसमें अन्य समान एमिनो एसिड के साथ डाइसल्फ़ाइड पुल बनाने की क्षमता होती है।
In-केराटिन में, दूसरी ओर, यह ध्रुवीय और एपोलर अमीनो एसिड के एक बड़े अनुपात में बना होता है, जो हाइड्रोजन बांड बना सकता है और जो मुड़ा हुआ β शीट्स में व्यवस्थित होता है। इसका मतलब है कि इसकी संरचना कम प्रतिरोधी है।
फ़ाइब्राइन
यह प्रोटीन है जो मकड़ी के जाले और रेशम के कीड़ों द्वारा निर्मित धागे बनाता है। ये धागे ज्यादातर अमीनो एसिड ग्लाइसिन, सेरीन और ऐलेनिन से बने होते हैं।
इन प्रोटीनों की संरचनाएं β-चादरें हैं जो फिलामेंट के उन्मुखीकरण के लिए एंटीपैरल समानांतर आयोजित की जाती हैं। यह विशेषता इसे प्रतिरोध, लचीलापन और खिंचाव की थोड़ी क्षमता प्रदान करती है।
फाइब्रोइन पानी में खराब रूप से घुलनशील है और इसकी महान लचीलापन के कारण महान कठोरता है कि अमीनो एसिड का संघ इसे अपनी प्राथमिक संरचना में और वेंडर वाल्स पुलों को देता है, जो अमीनो एसिड के माध्यमिक समूहों के बीच बनता है।
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