Struttura coiled-coil della cheratina

Abbiamo visto nel post precedente che le proteine, in base alla loro struttura terziaria, possono essere suddivise in due classi:

  • Proteine fibrose: si associano formando delle fibre che conferiscono resistenza. Più catene polipeptidiche si associano formando fasci o foglietti.
  • Proteine globulari: sono delle proteine più tondeggianti che svolgono molti ruoli biologici.

In questi appunti parleremo delle cheratine, proteine fibrose che si trovano in abbondanza in unghie e capelli perché conferiscono resistenza meccanica ai tessuti soggetti a sollecitazioni fisiche. È prodotta dai cheratinociti ed è immersa nel loro citosol come filamenti intermedi.



Struttura molecolare coiled-coil

La cheratina è una proteina filamentosa scarsamente solubile in acqua e ricca di zolfo, elemento contenuto nei suoi numerosi residui di cisteina. Ha una struttura quaternaria molto stabile e resistente perché composta da più strutture terziarie messe una in fila all’altra.

Le cheratine si sono evolute con una struttura adatta a resistere alla tensione. Sono costituite da molte sub-unità caratterizzate da una struttura secondaria ad alfa-elica destrorsa. Due eliche si possono associare, mediante un superavvolgimento sinistrorso, per formare una struttura più complessa che viene chiamata coiled coil (un dimero). Affinché due eliche si avvolgano su se stesse si stabiliscono delle relazioni, come i ponti disolfuro.

Più strutture coiled coil (quindi più dimeri) si associano tra di loro, attraverso un’associazione testa-coda, per formare strutture ancora più complesse dette protofilamenti. I protofilamenti si associano ancora per formare la microfibrilla: una struttura così fibrosa e complessa non può che conferire resistenza.

I legami crociati tra le catene polipeptidiche sono prevalentemente ponti disolfuro, che stabilizzano la struttura quaternaria.

Le cheratine formano strutture coiled coil testa coda
Fonte: http://www.federica.unina.it

I ponti disolfuro conferiscono alla cheratina robustezza e rigidità oltre che stabilità termica. Se bruciamo capelli o peli viene rilasciato odore pungente dovuto alla formazione di composti solforati.



Alfa e beta cheratina

  • α-cheratina: costituita da α eliche intrecciate fra loro. È debolmente basica, se non neutra. È presente nei mammiferi nei tessuti epiteliali, unghie, peli, corna. L’alfa cheratina è quella che abbiamo descritto nel precedente paragrafo.
  • β-cheratina: costituita prevalentemente da foglietti β. È leggermente acida. È presente nei rettili e negli uccelli nei tessuti epiteliali, artigli, squame, penne e piume. Anche nella beta cheratina abbiamo una struttura quaternaria con diverse sub-unità che si associano e che vengono stabilizzate grazie alla formazione dei ponti disolfuro.

Leggi i nostri appunti sul collagene

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