Keratyny to rodzina białek syntetyzowane i stosowane przez wiele istot żywych jako element strukturalny, a także typowy przykład białka włóknistej . Jest głównym składnikiem powłok ( sierść , pióra , rogi , pazury , dzioby wielu zwierząt). Włosy składa się z 95% tego keratynę, która chroni je przed promieniami UV , wodę morską oraz innych czynników zewnętrznych, które go atakują.
Rdzeń słowa keratyna odpowiada neutralnej greckiej istocie κέρας (transkrypcja: kéras), której podstawowym znaczeniem jest „róg”. Etymologia francuska znajduje się w dopełniaczu tego imienia: κέρατος, któremu towarzyszy wrostek nosowy (-in-) i końcówka -e imienia żeńskiego.
Keratyna jest nierozpuszczalna w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych , a jej obecność w naskórku niektórych zwierząt, w szczególności ssaków , gwarantuje im nieprzepuszczalną skórę. Czasami przy zbyt dużym tarciu keratyna rozwija się na powierzchni skóry , tworząc kalus (zrogowaciały nabłonek płaskonabłonkowy). Te komórki , które produkują keratynę umierają i są stale wymieniane.
Keratyny cząsteczka jest spiralnie włóknistych; owija się wokół innych cząsteczek keratyny, tworząc włókna pośrednie. Białka te zawierają wysoki poziom aminokwasów siarkowych , głównie cysteiny , które tworzą mostki dwusiarczkowe pomiędzy cząsteczkami, nadając całości jej sztywność. Włosy ludzkie to 14% cysteiny.
Istnieją dwie główne formy keratyn : α-keratyna , obecna u kręgowców ( zwłaszcza ssaków , w tym ludzi ) oraz β-keratyna , która występuje u gadów i ptaków, ale także u ssaków . Te dwa typy keratyn wyraźnie nie wykazują homologii sekwencji. Β keratyny jest bardziej odporna niż α keratyny .
U ssaków nadal można wyróżnić dwie rodziny w obrębie α-keratyn : keratyny nabłonkowe lub cytokeratyny oraz keratyny tworzące włosy i włosy, zwane egzokeratynami . Każdą z tych keratyn można dalej podzielić na cytokeratyny I i egzokératyny typu I ( kwas ) lub na cytokeratyny II i egzokératyny II (od zasadowych do obojętnych ).
Te paznokcie i włosy , wśród naczelnych , wykonane są z keratyny.
Keratynizacji lub kératogénèse z naskórkiem jest procesem różnicowania się i migracji keratynocytów , prowadzące do tworzenia się komórek rogowej .
Zastosowanie najnowszych technik spektrometrii (m.in. spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii czy spektrometrii fotoelektronów X ) do wykrywania obecności keratyny w stanie kopalnym, w postaci pozostałości zawierających siarkę.
W 2010 roku naukowcy ostatecznie sklasyfikowali konodonty w gromadzie kręgowców na podstawie obecności płetw, promieni na płetwach , mięśni w kształcie jodełki i cięciwy . Niektórzy badacze uważają je za podobne z wyglądu do cyklostomów (grupy, do której należą współczesne śluzice i minogi ), chociaż klasyczna analiza filogenetyczna sugeruje, że są one daleko od tych grup. Odwrotnie, użycie skamieniałego markera keratynowego prowadzi do umieszczenia ich u podstawy grupy cyklostomów.
U ludzi keratyna jest wytwarzana przez keratynocyty , komórki znajdujące się w głębokiej warstwie naskórka. Keratynocyty wchłonąć melaninę , a pigment wytwarzany przez melanocyty , a tym samym stać się kolorowe to pigmentacji naskórka umożliwia ochronę keratynocytów z ultrafioletowych promieni w słońcu .
Skład ludzkiej keratyny jest zmienny, ale średnio składa się z następujących:
Biotyczną degradację keratyny można przeprowadzić poprzez rozkład organizmów posiadających enzymy keratolityczne. Tak jest na przykład w przypadku grzyba Neoscytalidium dimidiatum (en) .
Niektóre owady , takie jak ćmy , mają zdolność trawienia keratyny. Mówi się, że są keratofagami .
Jako białko keratyna podlega abiotycznemu czynnikowi temperatury . Jednak jego degradacja jest znacząca tylko dla temperatury powyżej 170 ° C. W wyniku reakcji powstają związki, takie jak pirole , pirydyny , amidy , siarczki , tiole , tiazole i tiofeny . Związki te są produkowane przez niszczenie aminokwasów tworzących keratynę.