簡介
角蛋白是構成生皮表皮、毛皮毛囊的主要蛋白質。角蛋白是中間纖維蛋白(intermediate protein,IP) 家族的重要成員。角蛋白肽鍊為多結構域肽鍊，分為高度保留的棒狀的中間區域和端肽區域。棒狀結構域的肽鍊存在8肽重複的周期性序列結構。所有的中間纖絲蛋都具有相似的肽鍊構造。角蛋白肽鍊是典型的a螺旋。酸性和堿性角蛋白肽鍊相互結合形成的異體複合螺旋是角蛋白的特征構象形式。現已發現的角蛋白肽鍊超過20種，毛角蛋白和表皮角蛋白分别由不同的角蛋白膚鍊構成。角蛋白含有較高的半胱氨酸，半胱氨酸的交聯是角蛋白的主要交聯結構，角蛋白的物理和化學性質主要與該交聯結構相關。
基本介紹
中文名稱:角蛋白
英文名稱:KERATIN
英文别名:KERATIN, ANIMAL KERATIN
定義：一類結構纖維硬蛋白，存在于脊椎動物皮膚、毛發和指甲等部位，富含半胱氨酸殘基和大量的二硫鍵。
應用學科：生物化學與分子生物學（一級學科）；氨基酸、多肽與蛋白質（二級學科）
特點
不溶于水、鹽液、稀酸或稀堿。角蛋白來源于外胚層分化而來的細胞，是這些細胞内的結構蛋白之一。故角蛋白存在于發、毛、鱗、羽、甲、蹄、角、爪、喙、絲及其他表皮結構中，是羽毛、毛發、爪、喙、蹄、角以及腦灰質、脊髓和視網膜神經的蛋白質。
根據X射線衍射分析，角蛋白的空間結構有α-螺旋結構(α-角蛋白)和β-折疊片層結構(β-角蛋白)兩種類型。前者如羊毛，後者如絲心蛋白。
由于角蛋白含有較多的胱氨酸，故二硫鍵含量特别多，在蛋白質肽鍊中起交聯作用，因此角蛋白化學性質特别穩定，有較高的機械強度。它們不易溶解和消化，含較多的胱氨酸(14-15%)。粉碎的羽毛和豬毛，在15-20磅蒸氣壓力下加熱處理一小時，其消化率可提高到70-80%，胱氨酸含量則減少5-6%。
分布
角蛋白是外胚層細胞的結構蛋白，包括毛發、指甲、羽毛等。角蛋白是一種不能直接為畜禽吸收利用的硬蛋白,主要存在于動物的毛發、羽毛和蹄中,資源非常豐富,它必須經高溫、高壓、酸、堿或酶處理,變成短肽或遊離氨基酸,才能被畜禽利用。羽毛主要由角蛋白構成,蛋白質含量及必需氨基酸含量極高,氨基酸組成相對穩定,是一種公認的具有較高營養價值,質量穩定的潛在優質蛋白源。
功能
角蛋白具有很強的抗牽張性能，在動物體内起保護作用。
應用
1、飼料和食品工業
羽毛角蛋白可作為優質飼料蛋白。利用角蛋白還可以生産氨基酸微量元素鳌合劑，可與畜禽生長所必需的微量金屬離子反應生成具有環狀結構的配位化合物，提高微量元素的利用率。羽毛角蛋白中還含有豐富的谷氨酸、天冬氨酸等鮮味氨基酸，可以用來制作新型食品添加劑應用到食品加工業中。
2、制藥
研究發現，部分皮膚病是由真菌類物質産生的角蛋白酶滲透皮膚後引起的，利用這一特性可以進行治療真菌類皮膚病藥物的研制與開發。複合角蛋白氨基酸溶液可以直接注入人體補充營養，替代部分人血漿。角蛋白中的胱氨酸有護肝作用，可以有效防止脂肪肝、肝硬化以及其他肝病，在治療膀肌炎、脫發、中毒性病症等方面也有顯着療效。
3、肥料及農藥與環境保護
處理後的羽毛粗粉中含有高達5%左右的氮源，可以用來生産液體氨基酸複合肥，作為動物性糞便的替代品，成為更廉價的肥料。
角蛋白水解制得的氨基酸及其衍生物、金屬絡合物對農作物具有殺菌防病和刺激生長的雙重效果，可以用作殺菌劑、殺蟲劑、除草劑和植物生長促進劑。水解羽毛制取複合氨基酸，并與碳酸鈣反應制得複合氨基酸鈣化合物，該化合物可以通過水解有機磷農藥中的磷酸酯鍵降低作物中的農藥殘留。
4、制革業
用羽毛水解産物對牛皮面革進行填充，可明顯提高坯革的柔軟度和伸長率，而對坯革的抗張強度、撕裂強度和染料的吸收率不産生明顯影響。經過适當的堿降解處理，可以将從羽毛獲得蛋白質混合物用作鞋面革及服裝革的填充材料，改善皮革的染色性能，并使革具有更好的彈性。另外，羽毛蛋白還可以用作鉻革的複蹂劑。
5、化妝品及其他行業
羽毛角蛋白還可以制作化妝品。近年來，一些國家将角蛋白水解液作為一類新型天然化妝品原料，成功地用于洗發和護膚等化妝品的生産。利用羽毛角蛋白制得棕榈酰縮氨酸，進一步制成洗面奶、護膚霜、口紅等化妝品的濕潤劑。此外，國内将角蛋白基因轉入棉花中表達，得到了轉基因棉花，這種棉花的韌性明顯高于普通棉花
