Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.


Кератин

Перевод
Кератин

Кератины — семейство фибриллярных белков, обладающих механической прочностью, которая среди материалов биологического происхождения уступает лишь хитину. Кератины формируют твёрдые, но не минеральные структуры, такие как волосы, ногти и рога. Согласно новой номенклатуре кератинов[1], в это семейство входят также цитокератины, образующие наиболее прочные элементы внутриклеточного цитоскелета эпителиальных клеток.

Содержание

История изучения

Исследования α-кератинов стало важнейшим этапом в создании современных предста­влений о значительно более сложных глобулярных белках.

Первые рентгеноструктурные исследования белков начались в 1930-х годах. Английский физик и молекулярный биолог Уильям Астбери (William Astbury) показал, что дифракционная картина от пучка рентгеновского луча, направленного на волос или шерстяную нить (в основном состоящих из α-кератинов), содержит расположенные вдоль оси волоса повторяющиеся структурные единицы длиной около 0,54 нм. В результате наблюдений было высказано предположение о том, что поли­пептидные цепи в белках этого семейства не вытянуты полностью, а скручены или свернуты каким-то регулярным образом[2].

Структура белка

По вторичной структуре белка семейство кератинов разделяется на две группы:

  • α-кератины имеют конформацию в виде плотных витков вокруг длинной оси молекулы (α-спираль);
  • β-кератины, имеющие форму несколько зигзагообразных полипептидных цепей (т. н. β-листы).

Для первичной структуры α-кератинов характерно большое содержание цистеина и множество дисульфидных связей. Молекулярная масса — от 10 до 50 кДа. Периодичность в чередовании аминокислотных остатков в молекулах отсутствует.

В отличие от α-кератинов поперечные дисульфидные связи между соседними полипептидными цепями у β-кератинов отсутствуют. В полипептидной цепи каждый второй элемент — глицин. Характерно повторение последовательности «GSGAGA».

Для α-кератинов основным структурным компонентом являются цилиндрические микрофибриллы диаметром 75 А, состоящие из спирализованных, скрученных попарно протофибрилл.

Свойства

Характерной особенностью α-кератинов является их полная нерастворимость в воде при pH 7,0 и физиологической температу­ре. Данное свойство частично обусловлено тем, что в состав молекулы входит большой процент гидрофобных аминокислотных остатков (фенилаланин, изолейцин, валин, метионин и аланин). В силу конформации белка R-группы этих остатков направлены к внешней стороне спиралевидной структуры молекулы.


Биосинтез кератинов

Кератины кодируются генами большого мультигенного семейства (в геноме человека известны на хромосомах 11, 12 и 17)[3].

Функции кератинов в организме

Обладая механической прочностью и нерастворимостью, кератины являются одним из основных компонентов для производных элементов кожи животных, выполняющих защитную функцию. Значительную часть сухого веса наружного слоя кожи составляют α-кератины.

Эластичные α-кератины входят в состав волос, шерсти, ногтей, когтей, игл, рогов и копыт млекопитающих. Чешуйки и когти пресмыкающихся (в том числе панцирь у черепах), а также перья, клюв и когти у птиц кроме α-кератинов содержат и более жёсткие β-кератины, а также неупорядоченные участки.

У членистоногих, например, раков, β-кератины часто входят в состав экзоскелета, иногда вместе с хитином.

Кроме того, β-кератины формируют шёлковое волокно (которое на 60 % состоит из β-кератина фиброина) и паутину.

Использование

α-кератины, получаемые из отходов в мясной промышленности, используют для получения природных аминокислот.

См. также

Примечания

  1. Schweizer J, Bowden PE, Coulombe PA, Langbein L, Lane EB, Magin TM, Maltais L, Omary MB, Parry DA, Rogers MA, Wright MW (2006). "New consensus nomenclature for mammalian keratins". J Cell Biol. 174 (2): 169-174. DOI:10.1083/jcb.200603161. PMID 16831889.
  2. Ленинджер А. Основы биохимии. — Мир, 1985. — Т. 1. — С. 168. — 367 с.
  3. Кератин / Словарь биотехнологических терминов

Литература

  • Ленинджер А., Основы биохимии, пер. с англ., т. 1, М., 1985, с. 167-76, В. В. Баев.

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

См. также в других словарях:

  • КЕРАТИН — (от греч. keras, atos рог). Роговое вещество. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КЕРАТИН основное вещество роговой ткани в рогах животных, в волосах, ногтях и т. д. Полный словарь иностранных слов,… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • КЕРАТИН — КЕРАТИН, волокнистый БЕЛОК, в больших количествах присутствующий в эпидерме и служащий ей защитным слоем. Из видоизмененных клеток эпидермы, в которых содержится кератин, состоят волосы и ногти. Кератин также входит в состав когтей, перьев и… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • КЕРАТИН — КЕРАТИН, кератина, мн. нет, муж. (от греч. keras рог) (биол.). Белковое вещество, из которого состоит рог и др. рогоподобные части организма (копыта, ноги). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • кератин — сущ., кол во синонимов: 2 • белок (99) • протеин (16) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • КЕРАТИН — принадлежит к группе аль бумоидов, или альбуминоидов и является главной составной частью опорных и покровных тканей животного организма, входя в состав роговой ткани, эпидермиса, волос, шерсти, перьев, черепахового щита и т. д.; обладает большой… …   Большая медицинская энциклопедия

  • Кератин — представляет специфическое вещество эпителиальных тканей и находится в волосах, рогах, ногтях и т. д., за исключением только хрусталика. К. встречается, впрочем, и в других тканях: в membrana propria желез, в сумке хрусталика, в оболочке мышечных …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Кератин — м. Белковое вещество, входящее в состав рогового слоя волос, шерсти, перьев, чешуи, ногтей, копыт. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • кератин — кератин, кератины, кератина, кератинов, кератину, кератинам, кератин, кератины, кератином, кератинами, кератине, кератинах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») …   Формы слов

  • кератин — Чәч, тырнак, тире һ. б. составында була торган аксым …   Татар теленең аңлатмалы сүзлеге

  • кератин — у, ч., біол. Білкова речовина з великою кількістю сірки, що є складовою частиною верхнього шару шкіри, а також волосся, нігтів і т. ін …   Український тлумачний словник