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角蛋白是纖維結構蛋白家族之一，它是構成頭發、角、爪和人體皮膚外層的主要蛋白質。角蛋白可保護上皮組織細胞免受損傷或壓力。角蛋白單體組成束以形成中間纖維蛋白。
一、基本信息
角蛋白肽鏈為多結構域肽鏈，分為高度保留的棒狀的中間區域和端肽區域。棒狀結構域的肽鏈存在8肽重復的周期性序列結構。所有的中間纖絲蛋都具有相似的肽鏈構造。角蛋白肽鏈是典型的α螺旋。酸性和堿性角蛋白肽鏈相互結合形成的異體復合螺旋是角蛋白的特征構象形式。
現已發現的角蛋白肽鏈超過20種，毛角蛋白和表皮角蛋白分別由不同的角蛋白膚鏈構成。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。
二、性質與結構
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，是這些細胞內的結構蛋白之一。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，后者如絲心蛋白。
由于角蛋白含有較多的胱氨酸，故二硫鍵含量特別多，在蛋白質肽鏈中起交聯作用，因此角蛋白化學性質特別穩定，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%），較多的氮含量（21-24.5%）。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%。
三、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，變成短肽或游離氨基酸，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。
四、角蛋白的應用
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產氨基酸微量元素鰲合劑，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產生的角蛋白酶滲透皮膚后引起的，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。復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、中毒性病癥等方面也有顯著療效。
3、肥料、農藥與環保
處理后的羽毛粗粉中含有高達5%左右的氮源，可以用來生產液體氨基酸復合肥，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。水解羽毛制取復合氨基酸，并與碳酸鈣反應制得復合氨基酸鈣化合物，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
用羽毛水解產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產生明顯影響。經過適當的堿降解處理，可以將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，并使皮革具有更好的彈性。另外，羽毛蛋白還可以用作鉻革的復蹂劑。
5、化妝品
角蛋白可用于化妝品。角蛋白具有高抗性的理化性質和特殊的生物學作用，在維持表皮正常的生理功能中起著重要的作用。角蛋白酶應用于美容護膚品，幫助活性因子透過皮膚屏障，祛除皮膚多余角質，實現皮膚深層護理以及脫毛的研究，在皮膚美容領域有著良好的前景。
刷題鞏固
例題：角蛋白是一種控制細胞形狀和穩定性的蛋白。以下對角蛋白認識錯誤的是：
A.人的頭發、指甲主要是由角蛋白構成的
B.角蛋白是爬行動物鱗片、羽毛、爪子的主要成分
C.在人的皮膚中，角蛋白主要分布在真皮層
D.角蛋白來源于外胚層分化而來的細胞，是一種硬蛋白
正確答案：C
解析：C項錯誤：角蛋白是硬蛋白之一，是一類具有結締和保護功能的纖維狀蛋白質，來源于外胚層分化而來的細胞。它是外胚層細胞的結構蛋白，包括毛發、指甲、羽毛等，它還是一種不能直接為畜禽所吸收利用的硬蛋白，主要存在于動物的鱗片、毛發、羽毛和蹄中。在人體的皮膚中，角蛋白主要分布在表皮層。A、B、D三項均正確。
故正確答案為C。
