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角蛋白

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細胞內角蛋白絲的顯微照片。

角蛋白(英語:keratin)是主要存在於脊椎動物皮膚毛髮指甲結構纖維中的一類硬蛋白,由角蛋白絲與均質狀基質共同構成,屬於纖維結構蛋白家族之一,可保護上皮組織細胞免受損傷或壓力。角蛋白富含半胱氨酸殘基和大量的二硫鍵,其肽鏈形成極其穩定的超螺旋多聚體[1]

角化(keratinization,cornification)是皮膚角質形成細胞由表皮深層向淺層移位時逐漸形成角蛋白的過程。此外,另有術語「角質」,中文學術定義是指 cutin,為植物表皮細胞的脂肪類物質。

角蛋白是構成頭髮和人體皮膚外層的關鍵結構材料,極不溶於水和有機溶劑,化學性質穩定,不易溶解和消化。角蛋白單體組裝成束以形成中間纖維,其堅韌並形成在爬行動物鳥類兩棲動物哺乳動物中被發現的強壯的非礦化的表皮附屬物[2][3]。 已知接近角質化組織韌性的唯一其他生物物質是幾丁質[4][5][6]

角蛋白的超分子聚集特性使它十分有用。這種特性視乎其多肽鏈的特性,而這又視乎角蛋白的胺基酸組成和序列。α螺旋β摺疊圖案和二硫鍵對球狀蛋白質的構成十分重要,而這些蛋白質對角蛋白的結構和聚集具主導作用。

角蛋白分類及UniProt對應條目(分子式基於UniProt提供的胺基酸序列計算,僅供理論參考)
分類 基因名稱 UniProt名稱 UniProt編號 主要分布/功能 分子式
I型角蛋白
(酸性)
KRT9 Keratin, type I cytoskeletal 9 P35527 掌跖表皮 分子式

C2600H4038O946N796S15

KRT10 Keratin, type I cytoskeletal 10 P13645頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 皮膚角質層 分子式:C2488H3860O891N748S10
KRT14 Keratin, type I cytoskeletal 14 P02533頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 基底層上皮 分子式:C2196H3548O743N646S21
KRT18 Keratin, type I cytoskeletal 18 P05783頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 單層上皮(肝、腸) 分子式:C2065H3376O685N612S10
KRT19 Keratin, type I cytoskeletal 19 P08727頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 腺上皮 分子式C1897H3051O633N559S9
II型角蛋白
(中性/鹼性)
KRT1 Keratin, type II cytoskeletal 1 P04264頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 皮膚角質層 分子式:C2799H4439O974N858S10[7]
KRT5 Keratin, type II cytoskeletal 5 P13647 基底層上皮 分子式:C2685H4283O885N793S17
KRT6A Keratin, type II cytoskeletal 6A P02538 毛囊、指甲 分子式:C2582H4157O849N767S12
KRT7 Keratin, type II cytoskeletal 7 P08729頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 腺上皮 分子式:C2210H3613O726N655S10[8]
KRT8 Keratin, type II cytoskeletal 8 P05787頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 單層上皮 分子式:C2309H3764O771N666S16
毛髮角蛋白 KRT31 Keratin, type I cuticular Ha1 P13646頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 毛髮角質層 分子式: C2123H3411O716N615S19[9](修飾後:磷酸角蛋白C₂₁₃₁H₃₄₂₄O₇₂₃N₆₁₆S₁₉P)通常會發生O-糖基化;聚糖由單個 N-乙醯氨基葡萄糖殘基組成,改性殘基磷酸絲氨酸427-
KRT33A Keratin, type I cuticular Ha3-I O76009 毛干皮質層 分子式[10]

C1949H3151O660N573S24

KRT33B Keratin, type I cuticular Hb3 Q14525頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 毛髮皮質 分子式:C1972H3166O660N574S23
KRT81 Keratin, type II cuticular Hb1 P13644 毛髮纖維 分子式:C2332H3790O763N686S40[11]
KRT85 Keratin, type II cuticular Hb5 P78386頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 毛干角質層/毛髮皮質層 分子式[12]

C2381H3857O772N705S34

KRT86 Keratin, type II cuticular Hb6 O43790頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 頭髮毛干,(皮質層) 分子式[13]

C2278H3704O742N672S35

角蛋白關聯蛋白
(KAPs)
KRTAP1-1 Keratin-associated protein 1-1 Q8IUC0頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 調控角蛋白交聯 分子式:C776H1148O257N216S22
KRTAP5-5 Keratin-associated protein 5-5 Q6L8Q7頁面存檔備份,存於網際網路檔案館 毛髮強度 分子式:C3004H4677O895N821S23

參考資料

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  1. ^ 角蛋白. 術語在線. 全國科學技術名詞審定委員會.  (簡體中文)
  2. ^ Fraser, R.D.B. Keratins: Their composition, structure and biosynthesis. Bannerstone House: Charles C Thomas. 1972: 3–6. ISBN 0-398-02283-6. 
  3. ^ Wang, Bin. Keratin: Structure, mechanical properties, occurrence in biological organisms, and efforts at bioinspiration. Progress in Materials Science. 2016, 76: 229–318. doi:10.1016/j.pmatsci.2015.06.001. 
  4. ^ Keratin. Webster's Online Dictionary. [2018-11-06]. (原始內容存檔於2021-05-01). 
  5. ^ Vincent, Julian F.V; Wegst, Ulrike G.K. Design and mechanical properties of insect cuticle. Arthropod Structure & Development. July 2004, 33 (3): 187–199. doi:10.1016/j.asd.2004.05.006. 
  6. ^ Tombolato, Luca; Novitskaya, Ekaterina E.; Chen, Po-Yu; Sheppard, Fred A.; McKittrick, Joanna. Microstructure, elastic properties and deformation mechanisms of horn keratin. Acta Biomaterialia. February 2010, 6 (2): 319–330. PMID 19577667. doi:10.1016/j.actbio.2009.06.033. 
  7. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-09-16]. 
  8. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-09-16]. 
  9. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-09-16]. 
  10. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-11-25]. 
  11. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-09-16]. 
  12. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-11-25]. 
  13. ^ Expasy - ProtParam. web.expasy.org. [2025-11-25].