Фибриллярные белки

Коллагены, эластин, кератин относятся к нерастворимым фибриллярным белкам, которые составляют наружный покров тела животного и находятся в скелете и в соединительной ткани.

Коллагены широко распространены в живых организмах. Из них состоит соединительная ткань; они находятся в хрящах. Кости позвоночных животных состоят из неорганических веществ (фосфорнокислого и углекислого кальция), жира и коллагенов. При кипячении с водой или действии перегретого водяного пара коллагены образуют клей. Если из костей извлечь жир и потом, обработав их кислотой, растворить фосфорнокислый кальций, останется белковое вещество – оссеин. При обработке оссеина перегретым водяным паром он переходит в клей. Чистый костяной клей называется желатиной. Особенно чистая желатина получается из рыбьего пузыря кипячением с водой.

Типичная молекула коллагена состоит из трех полипептидных целей разных типов (α-спиралей), скрученных в виде правой тройной спирали. Полипептидные цепи построены из часто повторяющихся фрагментов, имеющих характерную последовательность: -Gly-X-Y-. Каждым третьим аминокислотным остатком является глицин. Часто встречаются остатки пролина и 4-гидроксипролина. Молекула коллагена содержит остатки З-гидроксипролина и 5-гидроксилизина. Присутствие в полипептидной цепи остатков гидроксиаминокислот является характерной особенностью коллагена. На одном из концов молекула коллагена сшита поперечными связями, образованными боковыми цепями остатков лизина. Количество поперечных связей возрастает по мере старения организма. Известны 12 вариантов коллагена, характеризующихся различным сочетанием полипептидных α-цепей. Молекулы коллагенов обладают свойством спонтанно агрегировать с образованием более сложных структур, микрофибрилл и фибрилл. Большинство коллагенов образуют фибриллы цилиндрической формы диаметром 20-500 нм с характерными поперечными полосами, повторяющимися через каждые 64-67 нм.

Эластин – основной белковый компонент, из которого состоят эластические волокна. Общим для коллагена и эластина является большое количество пролина и глицина, небольшое – метионина, отсутствие триптофана и цистеина. В отличие от коллагена в эластине много валина и аланина и меньше глутаминовой кислоты и аргинина. В целом, эластин характеризуется слишком малым количеством полярных аминокислотных остатков. Эластин входит в состав жил и других эластичных веществ соединительной ткани. Нити сырого шелка состоят из белкового вещества (фиброина), покрытого другим белковым веществом, играющим роль шелкового клея (серицином). При кипячении с водой шелк освобождается от клея, который при этом переходит в раствор.

Кератин является главной составной частью волос, рогов, копыт, ногтей, перьев и верхнего слоя кожи. Скорлупа куриного яйца состоит из извести и кератина. Если растворить известь скорлупы яйца в кислоте, останется мягкая кожа, состоящая из кератина; из кератина состоит кожица, которая следует за скорлупой яйца. По химическому составу кератин богат серой.