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生物化學(xué)與分子生物學(xué)/彈性蛋白及角蛋白

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生物化學(xué)與分子生物學(xué)

生物化學(xué)與分子生物學(xué)目錄

一、彈性蛋白

彈性蛋白構(gòu)成彈性纖維,彈性纖維是有橡皮樣彈性的纖維,能被拉長(zhǎng)數(shù)倍,并可恢復(fù)原樣,它是結(jié)締組織彈性的主要因素。彈性蛋白分布沒有膠原蛋白廣泛,但在組織內(nèi)也大量存在,如富有彈性的組織,肺、大動(dòng)脈、某些韌帶、皮膚及耳部軟骨等。

彈性蛋白中疏水性氨基酸含量高達(dá)95%,其中有許多是甘氨酸、脯氨酸亮氨酸。彈性蛋白初合成時(shí)為水溶性單體,分子量為70000,稱為原彈性蛋白(tropoelastin),在修飾中部分脯氨酸羥化生羥脯氨酸。原彈性蛋白從細(xì)胞中分泌出來后,部分賴氨酸經(jīng)氧化酶催化氧化為醛基,并與另外的賴氨酸的ε-氨基縮合成吡啶衍生物,稱為鏈素(圖13-10)。

Graawomz.jpg


圖13-10

交聯(lián)后使彈性蛋白卷曲,從而具有彈性、并且使彈性蛋白溶解性降低,穩(wěn)定性增高。

二、角蛋白

角蛋白(kevatin)是皮膚、毛發(fā)指甲等組織的重要組成成分。是一種抗機(jī)械、抗化學(xué)刺激的蛋白質(zhì),存在于所有高等脊椎動(dòng)物體中。角蛋白可分為α角蛋白(αkevatin),主要存在于哺乳動(dòng)物;和β角蛋白(βkevatin),主要分布于鳥類和爬行動(dòng)物。哺乳動(dòng)物有30種不同的角蛋白,可分為相對(duì)酸性(Ⅰ型)和堿性(Ⅱ型)兩類多肽

頭發(fā)的顯微結(jié)構(gòu)


圖13-11頭發(fā)的顯微結(jié)構(gòu)

通過電子顯微鏡分析表明:毛發(fā)主要由α角蛋白組成,一根典型毛發(fā)直接約20μm,由死細(xì)胞組成。由約80粗的微纖維(microfibril)通過二硫鍵交聯(lián)構(gòu)成的巨纖維(macrofibrils)組成。

角蛋白中的肽鏈卷曲為α螺旋,兩條分別為Ⅰ型和Ⅱ型的角蛋白肽鏈緊密結(jié)合為平行的左手螺旋二聚體(dimer)此二聚體首-尾相連構(gòu)成原纖維(protofibril),4條原纖維構(gòu)成微纖維(microfibril)(圖13-11),微纖維再橫向粘合為200μm直徑的巨纖維(macrofibril)。α-角蛋白富含半胱氨酸,并能與鄰近的多肽鏈通過二硫鍵進(jìn)行交聯(lián),因此,α-角蛋白很難溶解,并受得起一定的拉力。燙發(fā)時(shí)先用巰基化合物破壞二硫鍵使之易于卷曲,然后用氧化劑恢復(fù)二硫鍵使卷曲固定。

α角蛋白的結(jié)構(gòu)


圖13-12 α角蛋白的結(jié)構(gòu)

遺傳性皮膚疾病表皮松懈單片皰疹(epidermolysis bullosa zimplex EBS)和表皮松懈角化過度癥(epidermolytichyperkeratosis,EHK)在對(duì)常人無害的機(jī)械摩擦下使上皮基底細(xì)胞和表皮基底細(xì)胞破裂而生成水皰為特征。研究表明EBS主要是皮膚14或5型角蛋白的異常,而EHK則主要是1或10型角蛋白的異常,由此可見角蛋白在維持人體正常生理防護(hù)功能方面有重要意義。

32 膠原蛋白 | 結(jié)締組織代謝的調(diào)節(jié) 32
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