Несмотря на различия в последовательностях, все кератины обнаруживают трехчастную структуру домена, типичную для белков, образующих промежуточные филаменты. Центральный домен состоит из расширенной а-спирали с длинными гептадными повторами, которые опосредуют биспиральную димеризацию. Такой «палочковидный» домен содержит примерно 310 аминокислот и фланкирован высоко вариабельными последовательностями головного N-концевого и хвостового С-концевого доменов.

Ни один из данных концевых доменов не экспонирует никаких иных известных мотивов, кроме глициновых петель, наблюдаемых у эпидермальных кератинов.

На поверхности филамента головной и хвостовой домены открыты доступу протеазы. Здесь они могут вступать во взаимодействие с соседними филаментами или другими белками, а также служить субстратами для пост-трансляционных модификаций, участвующих в их регулировании. Принимая во внимание гетерогенность размеров и первичной структуры головного и концевого доменов, можно предполагать, что они играют ключевую роль в функционировании и регулировании кератиновых белков in vivo.

Центральный палочковидный домен кератинов является главным детерминантом самосборки, однако немаловажно участие в этом процессе и головного домена.

Сборка начинается с образования гетеродимеров, в которых имеющие структуру а-спирали центральные «прямые» домены кератина I и II типа укладываются параллельно, точно совмещаясь друг с другом. Гетеродимеры взаимодействуют по своей латеральной поверхности, соединяясь конец в конец, чтобы, в итоге, образовать филаменты толщиной 10-12 нм, которые в зависимости от типа белков промежуточного филамента и условий сборки в поперечном сечении могут содержать различное число субъединиц.

Зрелые промежуточные филаменты лишены структурной полярности, что является прямым следствием антипараллельной ориентации образующих их биспиральных димеров. Исключительная стабильность составляющих кератины структур свидетельствует о тесной взаимосвязи между кератинами типа I и типа II. Большая часть (более 95%) внутриклеточного пула кератиновых белков полимеризована. Исследования культуры клеток эпителия показали, что сборка промежуточных кератиновых филаментов начинается на периферии клетки, вблизи цитоскелета кортикального F-актина.

Кератины образуют основную сеть промежуточных филаментов практически во всех эпителиальных клетках. Численность промежуточных филаментов кератинов и способ их организации различаются в зависимости от вида эпителия. В большом количестве (от 10 до 80% всех клеточных белков) кератиновые белки присутствуют в поверхностном плоскоклеточном эпителии (например, в эпидермисе, слизистой полости рта, эпителии роговицы и т.п,). В эпителиальных клетках подобных тканей промежуточные филаменты организованы в сеть, охватывающую всю цитоплазму.

Такая сеть простирается от поверхности ядра до периферии цитоплазмы, где филаменты прикрепляются к мембране в участках клеточного матрикса и межклеточной адгезии (полудесмосомы, десмосомы). Меньшим числом представлены кератины в простом эпителии (например, в эпителии печени, кишечника, поджелудочной железы и т.п.). В таких тканях поляризованные эпителиальные клетки часто содержат асимметрично организованные промежуточные филаменты кератинов, сконцентрированных главным образом на периферии цитоплазмы, нередко — на апикальном полюсе.

В столь различных условиях организация и регулирование кератиновых промежуточных филаментов осуществляются при участии ряда ассоциированных белков. Некоторые из них способствуют организации кератиновых филаментов в пучки (филагрин, трихогиалин), другие — соединению промежуточных филаментов с микротрубочками и микрофиламентами (плектин или изоформы BPAG) и/или с десмосомами или полудесмосомами (десмоплакин, плакофилин, изоформы BPAG и т.п.). Наличие других белков-партнеров, таких как TRADD, белок 14-3-3, Akt (протеинкиназа В), подтверждает участие кератиновых промежуточных филаментов в сигнальных механизмах, что является открытием последних лет.

- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Экспрессия генов кератина при дифференцировке эпидермиса"

1. Клеточная и генная терапия стволовыми клетками эпидермиса
2. Классификация кератинов человека
3. Кератиновые белки промежуточных филаментов клеток кожи
4. Экспрессия генов кератина при дифференцировке эпидермиса
5. Функции кератина в эпидермисе и коже в целом
6. Патология кератина как причина кожных болезней
7. Роговой конверт эпидермиса - состав, функции
8. Защитная и барьерная функция кожи как органа
9. Строение и защитные функции рогового слоя эпидермиса кожи
10. Липиды рогового слоя эпидермиса кожи и его барьерная функция