Białka strukturalne to kategoria białek odpowiedzialnych za funkcje, od kształtu i ruchu komórek po zapewnienie wsparcia głównym strukturom, takim jak kości, chrząstki, włosy i mięśnie. Do tej grupy należą białka takie jak kolagen, aktyna, miozyna i keratyna.

Kolagen, najobficiej występujące białko u ssaków, znajduje się w całym organizmie. W tkance łącznej, takiej jak skóra, więzadła i ścięgna, zapewnia wytrzymałość na rozciąganie i elastyczność. W kościach i zębach mineralizuje się, tworząc twarde tkanki i przyczynia się do ich nośności. Oprócz wsparcia strukturalnego, kolagen może również wchodzić w interakcje z receptorami powierzchniowymi komórek i innymi cząsteczkami pośrednimi w celu regulacji procesów komórkowych, takich jak wzrost i migracja, które obejmują zmiany w kształcie komórek i tkanek.

Białka strukturalne tworzą podstawowy szkielet cytoszkieletu komórkowego. Cytoszkielet składa się z trzech rodzajów włókien, mikrofilamentów, włókien pośrednich i mikrotubul, a każdy z nich składa się z różnych białek strukturalnych. Mikrofilament powstaje, gdy aktyna samopolimeryzuje się w długie, powtarzalne struktury. Te włókna aktynowe przyczyniają się do kształtu i organizacji komórki; Dodatkowo mikrofilamenty mogą również przyczyniać się do ruchu i podziału komórek, gdy działają w połączeniu z miozyną. Skład włókien pośrednich różni się w zależności od typu komórki. Istnieje około 70 różnych genów, które kodują różne włókna pośrednie. Włókna pośrednie w komórkach nabłonkowych zawierają keratynę, neurony obwodowe zawierają peryferynę, a sarkomer w komórkach mięśniowych zawiera desminę. Podstawową funkcją strukturalną tych włókien jest wzmacnianie komórek i organizowanie ich w tkanki. Mikrotubule składają się z białek strukturalnych zwanych tubulinami. Tubuliny samoorganizują się, tworząc mikrotubule, które przyczyniają się do organizacji cytoplazmy, w tym lokalizacji organelli. Mikrotubule są również niezbędne do mitozy i podziału komórek.

Ponieważ białka strukturalne są szeroko rozpowszechnione, mutacja w genie, który koduje którekolwiek z tych białek, może mieć poważne szkodliwe skutki. Na przykład mutacja w genie kodującym kolagen może powodować stan znany jako wrodzona łamliwość kości, który charakteryzuje się słabymi kośćmi i deformacjami tkanek łącznych. Różne mutacje w genie kolagenu mogą powodować zespół Alporta, który charakteryzuje się problemami w narządach, takich jak nerki, oczy i uszy.