Бета-кератин
| Кератин (птичий) | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | Кератин | ||
| Пфам | PF02422 | ||
| ИнтерПро | ИПР003461 | ||
| |||
Бета-кератин ( β-кератин ) является членом семейства структурных белков, обнаруженных в эпидермисе рептилий и птиц . [1] [2] Бета-кератины были названы так потому, что они являются компонентами рогового слоя эпидермиса, богатыми сложенными друг на друга бета-листами , в отличие от альфа-кератинов , белков промежуточных филаментов, также обнаруженных в роговом слое и богатых альфа-спиралями . [3] Поскольку точное использование термина «кератин» ограничивается альфа-кератинами, термин «бета-кератины» в недавних работах заменен на « роговичные бета-протеины ». [3] или « кератин-ассоциированные бета-протеины » . [4]
β-кератины придают коже рептилий гораздо большую жесткость, чем одни только альфа-кератины — коже млекопитающих . β-кератины пропитываются роговым слоем кожи рептилий, обеспечивая водонепроницаемость и предотвращая высыхание .
Чешуя когти , клювы , перья и птиц содержат β-кератин семейства птичьих. Филогенетические исследования последовательностей β-кератина показывают, что β-кератины перьев произошли от β-кератинов чешуи. [5] Чешуйчатые β-кератины образуют у птиц базальную группу. События дупликации и дивергенции затем привели к появлению генов β-кератина когтей, а дальнейшая рекомбинация привела к появлению новых генов β-кератина перьев и перьев птиц. Доказательства этих событий дупликации получены из корреляции структуры клад β-кератина перьев с их геномными локусами. [6]
Изменения в β-кератинах также могли повлиять на развитие моторного полета. Недавнее исследование с использованием методов молекулярного датирования, чтобы связать эволюцию генов птичьего β-кератина в целом с генами перьев, конкретно показывает, что семейство птичьего β-кератина начало расходиться с семейством крокодиловых около 216 миллионов лет назад. [6] Было также обнаружено, что семейство β-кератина перьев начало расходиться только 125 миллионов лет назад, дата, согласующаяся с адаптивной радиацией птиц во время мелового периода . β-кератины, обнаруженные в современных перьях, обладают повышенной эластичностью, что, возможно, способствовало их роли в полете. [6] Таким образом, пернатые родственники птиц, такие как Anchiornis и Archeopteryx , летные способности которых подвергаются сомнению, [7] имел бы птичий, но не перьевой β-кератин.
У небольшого Shuvuuia динозавра-альваресзавра Deserti имеется кожный покров, похожий на перья . Анализ Швейцера и др. (1999) показали, что эти перьевые структуры состоят из бета-кератина. [8] С тех пор это было опровергнуто Саиттой и др., обнаружившими, что проанализированные волокна вместо этого состояли из неорганического фосфата кальция, о чем свидетельствует флуоресценция в кросс-поляризованном свете. [9] Сигналы иммуногистохимического анализа образцов ископаемых склонны к ложноположительным результатам, и их следует использовать с осторожностью при работе с геологическими образцами.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Далла Валле Л., Нарди А., Бельведер П., Тони М., Алибарди Л. (июль 2007 г.). «Бета-кератины дифференцирующегося эпидермиса змей содержат богатые глицином, пролином и серином белки с птичьей организацией генов» . Дев. Дин . 236 (7): 1939–53. дои : 10.1002/dvdy.21202 . ПМИД 17576619 .
- ^ Далла Валле Л., Нарди А., Тоффоло В., Ниеро С., Тони М., Алибарди Л. (февраль 2007 г.). «Клонирование и характеристика чешуйчатых бета-кератинов в дифференцирующемся эпидермисе гекконов показывают, что они представляют собой белки, богатые глицином, пролином и серином, с центральным мотивом, гомологичным птичьим бета-кератинам» . Дев. Дин . 236 (2): 374–88. дои : 10.1002/dvdy.21022 . ПМИД 17191254 .
- ^ Jump up to: а б Кальварези М., Экхарт Л., Алибарди Л. (июнь 2016 г.). «Молекулярная организация области бета-листа в бета-белках роговицы (бета-кератинах) зауропсидов объясняет ее стабильность и полимеризацию в нити». Дж. Структ. Биол . 194 (3): 282–91. дои : 10.1016/j.jsb.2016.03.004 . ПМИД 26965557 .
- ^ Алибарди Л. (февраль 2013 г.). «Ороговение эпидермиса рептилий происходит за счет отложения кератин-ассоциированных бета-белков (бета-кератинов) на каркасе из кератинов промежуточных нитей». Дж. Морфол . 274 (2): 175–93. дои : 10.1002/Jmor.20086 . ПМИД 23065677 . S2CID 23739887 .
- ^ Гринволд, MJ; Сойер, Р.Х. (2010). «Геномная организация и молекулярная филогения мультигенного семейства бета (β) кератина у курицы (Gallus Gallus) и зебры (Taeniopygia Guttata): значение для эволюции перьев» . Эволюционная биология BMC . 10 :148. дои : 10.1186/1471-2148-10-148 . ПМЦ 2894828 . ПМИД 20482795 .
- ^ Jump up to: а б с Гринволд, MJ; Сойер, Р.Х. (2011). «Связь молекулярной эволюции птичьего бета (β) кератина с эволюцией перьев». Журнал экспериментальной зоологии . 316Б (8): 609–616. Бибкод : 2011JEZB..316..609G . дои : 10.1002/jez.b.21436 . ПМИД 21898788 .
- ^ Наддс, РЛ; Дайк, GJ (14 мая 2010 г.). «Узкие первичные хребты перьев у Confuciusornis и Archeopteryx предполагают плохую способность к полету». Наука . 328 (5980): 887–889. Бибкод : 2010Sci...328..887N . дои : 10.1126/science.1188895 . ПМИД 20466930 . S2CID 12340187 .
- ^ .Швейцер, Мэри Хигби, Ватт, Дж. А., Авчи, Р., Кнапп, Л., Чиаппе, Л., Норелл, Марк А., Маршалл, М. (1999). «Специфическая иммунологическая реактивность бета-кератина в пероподобных структурах меловых альварезсаврид», Shuvuuia Deserti (Mol Dev Evol) 255:146-157 Журнал экспериментальной биологии
- ^ .Сайтта, Эван Т., Флетчер, И., Мартин, П., Питтман, М., Кэй, Томас Г., Тру, Лоуренс Д., Норелл, Марк А., Эбботт, Джеффри Д., Саммонс, Роджер Э., Пенкман К., Винтер Дж. (2018). «Сохранение волокон перьев позднемелового динозавра Shuvuuia Deserti вызывает обеспокоенность по поводу иммуногистохимического анализа окаменелостей». Органическая геохимия 125:142-151.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Бета-кератины Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)