Кератин
Кератины
(от греч. keratos – рог) – структурные фибриллярные белки соединительной и покровной ткани (волос, рогов, шерсти, кожи, копыт, панцирей черепах), которые обеспечивают их механическую прочность и стойкость против действия внешних факторов. Кератины не растворяются в воде, щелочах, кислотах, органических растворителях, не гидролизуются протеолитическими ферментами.
Расщепление кератинов вследствие восстановления дисльфидных связей может осуществляться только в пищеварительном канале личинок моли под действием специфических протеаз.
Два вида кератинов
: альфа и бета
Существует два вида кератинов:
альфа-кератин (имеет конформацию альфа-спирали) и бета-кератин (конформация бета-структуры). На долю альфа-кератина приходится основная масса структурных белков. Молекулярная масса кератина 10-50 тыс. Он содержит значительное количество остатков цистеина – около 15%.
Основными структурными компонентами альфа-кератина являются протофибриллы (диаметр 2 нм), которые образуются тремя суперспирализованными отрезками полипептидов. Девять параллельно размещенных протофибрилл обволакивают витками 2 других, образуя микрофибриллу (диаметр 8 нм). Пучки микрофибрилл, окруженных амфорным матриксом, образуют макрофибриллу (диаметр 200 нм), которая заполняет веретеноподобную клетку, ориентированную вдоль оси волокна.
Механическая прочность альфа-кератина обеспечивается многочисленными дисульфидными связями между альфа-спиральными участками. Разрыв этих связей при нагревании или действии различных реагентов приводит к диссоциации молекулы альфа- кератина на отдельные полипептидные цепи. Вследствие этого происходит сворачивание молекулы альфа-кератина, сокращение ее в продольном направлении. Это явление происходит при стирке шерстяных вещей – они уменьшаются в размерах (садятся).
Среди бета-кератинов наилучше изучен белок, который выделяется железами шелкопряда – фиброин. Бета-кератин отличается от альфа-кератина отсутствием поперечных дисльфидных связей между соседними полипептидными цепями, которые имеют антипараллельную ориентацию. Стабилизация молекул бета-кератина осуществляется благодаря водородным связям и гидрофобному взаимодействию. Бета-кератин имеет определенную механическую прочность, однако он менее эластичный, чем альфа-кератин. Молекулярная масса бета-кератина 365 тыс. Он содержит значительное количество остатков глицина, аланина, серина и не содержит цистеина и метионина.
|