From Proteopedia

קרטין

מערכת הכסות בגופם של יצורים חיים מורכבת מהעור, השיער והציפורניים. המערכת כוללת תאים מתים, מינרלים וחלבונים ותפקידה העיקרי לספק לנו הגנה מהסביבה.
יצירת מערכת הכסות מתרחשת בתהליך שנקרא התקרנות ( keratinization ) . בעומק העור נמצאים תאים קרטינוציטים בעלי כושר חלוקה. הם מתחלקים ודוחפים את התאים הבוגרים יותר כלפי מעלה. במהלך התנועה כלפי מעלה מאבדים הקרטינוציטים את הגרעין, מתים ומצטמקים, עד שבשכבה העליונה מצויים תאים מתים שטוחים ומלאי קרטין. כל התהליך, מיצירת תא בשכבה הבסיסית ועד שהוא נושר, נמשך כשבועיים עד ארבעה שבועות. ^[1]

סוגי קרטין

ישנם שני סוגים של חלבוני קרטין:
1. קרטין α - מרכיב את העור, השיער, הצמר, הקרניים, הציפורניים והפרסות של יונקים.
2. קרטין β - קשה יותר מקרטין α ומרכיב את הקשקשים והציפורניים של זוחלים, שריוני צבים, וכן את הנוצות והמקור אצל עופות.

קרטינוציטים אפידרמליים באדם
אינמונופלורוסנציה
(A)- שכבה של קרטינוציטים
(B)- קרטין 18 מסומן באדום
(C)- מודל תלת מימדי של קרטינוציטים
לקוח מתוך:
https://www.cellapplications.com/human-epidermal-keratinocytes-hek

מבנה קרטין

קרטינים מאופיינים ב עשיר בחומצות אמינו קטנות כ (מסומנות בהדמיה בצבע אדום).
המבנה השניוני של קרטינים מתאפיין בראש (קצה N) וזנב (קצה C) שביניהם מספר (הסלילים מסומנים בהדמיה בצבע ירוק), ^[2] כמתואר בתמונה:

Image:Intermediate filamentsk14K5.jpg

אזורי הראש והזנב שונים בין הקרטינים השונים אך האזור המרכזי, של מספר הליקסים, שמור בין קרטינים שונים ואורגניזמים שונים.
סיבי קרטין מורכבים מהטרודימרים כלומר, חיבור של שני קרטינים שונים היוצרים ביחד סליל. במודל התלת מימדי בערך זה מתוארים מקטעים מתוך החלבונים השלמים קרטין 14 וקרטין 5. בתרשים מתואר מיקום המקטע מקרטין 14

סיבי קרטין

<p dir='rtl'> חלבוני קרטין מסוג 1 וחלבוני קרטין מסוג 2 מתחברים ביניהם ליצירת סיבי קרטין. הסיבים נוצרים באמצעות מספר סוגים של קשרים כימיים. קשרים אלו תורמים לחיזוק הסיבים וליצירת רקמות חזקות ובלתי מסיסות.

סוגי קשרים כימיים בסיבי קרטין:

1.קשרי מימן - הקרטין מכיל בעיקר חומצות אמינו קטנות, כגליצין ואלנין. כיוון שהקבוצות הצדדיות של חומצות אמינו אלו קטנות אין הפרעה מרחבית ליצירת קשרי מימן בין קבוצה קרבוקסילית לקבוצה אמינית בשרשראות פפטידיות סמוכות. כתוצאה מכך, נוצר מבנה צפוף וקשיח והשרשראות המולקולריות נוטות להיכרך זו סביב זו וליצור סיבים. מבנה צפוף זה הופך את החלבון לבלתי ניתן לעיכול משום שהקשרים אינם חשופים לאנזימים במערכת העיכול.
קשרי מימן עלולים להיפגע עקב ספיחת מים של הקרטין ובנוסף הם מסוגלים להישבר במקרים של מגע עם תמיסות מרוכזות של מלחים מסוימים.

2. - קשרים יונים. לקשרים אלו תפקיד חשוב בקישור בין שרשרות הקרטין. הם נוצרים בעיקר בסביבה חומצית חלשה, כאשר בסביבה חומצית חזקה או בסיסית קשרי המלח נעלמים והקרטין נחלש.

3. - קשרים קוולנטים בין אטומי גופרית של שני ציסטאינים.

4. - קשרים בין קבוצות הידרופוביות.

קרטין בשיער

השערה היא סיב המורכב משלוש שכבות - ליבה (מדולה), קורטקס, ומעטפת קשקשים דמויי רעפים.
חלבון הקרטין נמצא בשכבת הקורטקס ומהווה מרכיב מרכזי בה.
צורת השיער מושפעת מ הקשרים הכימיים הקיימים בין סיבי הקרטין ואילו איכות השיער תלויה בכמות הקרטין שהזקיק מייצר. ככל שמיוצר יותר קרטין כך השיער עבה וחזק יותר.

מחלות הקשורות לחלבון

קיימות מחלות שונות הקשורות בייצור לא תקין של קרטין. ^[3]

אקנה היפרקרטוזיס Image:Hyperkeratosis.jpg

הפניות

1. ↑ The cornified envelope: a model of cell death in the skin Eleonora Candi, Rainer Schmidt & Gerry Melino Nature Reviews Molecular Cell Biology 6, 328-340 (April 2005) http://www.nature.com/nrm/journal/v6/n4/fig_tab/nrm1619_F2.html.
2. ↑ http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=3TNU
3. ↑ http://www.nhw.co.il/%D7%9E%D7%97%D7%9C%D7%95%D7%AA-%D7%A2%D7%95%D7%A8.html

דף עבודה לתלמיד