Кератин
-
Структура и функции кератина
- Кератин — структурный волокнистый белок, важный для защиты и структуры тканей.
- Альфа-кератин содержится у всех позвоночных, бета-кератин — только у зауропсид.
- Кератин нерастворим в воде и органических растворителях, образует прочные неминерализованные придатки эпидермиса.
-
Типы кератина
- Альфа-кератины образуют волосяной покров, наружный слой кожи, рога, ногти, когти и копыта.
- Бета-кератины содержатся в ногтях, чешуе, когтях рептилий, перьях, клювах и когтях птиц.
-
Генетика и структура
- Геном человека кодирует 54 функциональных гена кератина.
- Кератины содержат центральный домен из ~310 остатков с четырьмя сегментами в α-спиральной конформации.
- Кератины скручиваются в сверхспиральную спираль, образуя устойчивые левосторонние спиральные узоры.
-
Дисульфидные мостики и прочность
- Кератины содержат большое количество цистеина для образования дисульфидных мостиков.
- Дисульфидные мостики придают прочность и жесткость, делая кератины нерастворимыми.
-
Ороговение и функции
- Ороговение — процесс формирования эпидермального барьера, при котором клетки заполняются кератином.
- Кератиновые нити стабилизируют клетки и придают коже прочность.
-
Эволюционные взаимосвязи
- Кератины могут быть филогенетически гомологичными, но отличаться по химической структуре и надмолекулярной организации.
- Фиброины шелка часто классифицируются как кератины, но их филогенетическая связь с кератинами позвоночных не ясна.
-
Структура и свойства шелка
- Шелк содержит скрученные β-гофрированные листы, объединенные в волокна.
- Толщина паутинного шелка составляет от 1 до 2 мкм.
- Биологически и коммерчески полезные свойства зависят от организации белковых цепей.
-
Шелк из кокона шершня
- Содержит дублеты диаметром около 10 мкм.
- Может располагаться до 10 слоями.
- Взрослые шершни используют шелк как клей.
-
Клей из кератина
- Включает клей для копыт и клей для рога.
-
Клиническое значение кератина
- Аномальный рост кератина связан с различными состояниями, включая кератоз и гиперкератоз.
- Мутации в экспрессии гена кератина могут привести к различным заболеваниям.
- Кератин устойчив к пищеварительным кислотам.
-
Трихофагия и синдром Рапунцель
- Кошки заглатывают шерсть, что приводит к образованию комков.
- У людей трихофагия может вызвать синдром Рапунцель.
-
Диагностическое использование кератина
- Экспрессия кератина помогает определить эпителиальное происхождение рака.
- Опухоли, экспрессирующие кератин, включают карциномы и саркомы.
- Точный характер экспрессии подтипов кератина позволяет предсказать происхождение первичной опухоли.