所述角蛋白是形成不溶性纤维蛋白的细胞和许多生物的外皮的结构部件，尤其是脊椎动物。从化学上讲，它的形式非常多样，反应性不是很高。
1951年，科学家Linus Pauling和Robert Corey在分析动物毛发的结构时首次描述了它的结构。这些研究人员还深入了解了肌肉组织中肌球蛋白的结构。
阿尔法角蛋白组织方案（来源：Mlpatton通过Wikimedia Commons）
继胶原蛋白之后，它是动物中最重要的蛋白质之一，占头发，羊毛，指甲，爪子和蹄子，羽毛，角和大部分的干重。皮肤的外层。
动物的元素或“角质化”部分可以具有非常不同的形态，这在很大程度上取决于它们在每种特定生物中所发挥的功能。
角蛋白是一种蛋白质，其特性使其在拉伸和压缩方面具有很高的机械效率。它由一种称为“角质形成细胞”的特殊类型的细胞产生，这种细胞通常在产生后死亡。
一些作者确认角蛋白以组织和阶段特异性方式表达。在人类中，有30多个编码这些蛋白质的基因，它们属于通过几轮基因复制而进化的一个家族。
角蛋白的类型及其结构
角蛋白基本上有两种类型：α和β。它们的区别在于其基本结构主要由多肽链组成，该多肽链可以缠绕成α螺旋（α-角蛋白）或平行连接成β折叠片（β-角蛋白）。
α-角蛋白
这种类型的角蛋白是研究最多的，并且已知哺乳动物具有至少30种这种类型的角蛋白的变体。在这些动物中，α-角蛋白是指甲，头发，角，蹄，羽毛笔和表皮的一部分。
像胶原蛋白一样，这些蛋白质在其结构中包含大量的小氨基酸，例如甘氨酸和丙氨酸，这使得建立α螺旋成为可能。α-角蛋白的分子结构由三个不同区域组成：（1）晶体原纤维或螺旋，（2）细丝的末端结构域，和（3）基质。
螺旋是两个，形成一个类似于螺旋状螺旋的二聚体，由于存在键或二硫键（SS），该螺旋被保持在一起。每个螺旋在其每回合中具有约3.6个氨基酸残基，并且由约310个氨基酸组成。
然后可以将这些盘绕的线圈关联起来以形成一种称为原丝或原纤维的结构，该结构具有与其他相同类型的组件组装的能力。
原生丝具有非螺旋的N和C末端，这些末端富含半胱氨酸残基，并附着于核心或基质区域。这些分子聚合形成直径接近7nm的中间丝。
区分由角蛋白组成的两种类型的中间丝：酸性中间丝（I型）和碱性中间丝（II型）。它们嵌入蛋白质基质中，这些细丝的排列方式直接影响其组成结构的机械性能。
在I型长丝中，螺旋通过三个被称为L1，L12和L2的“螺旋连接器”彼此连接，并且被认为为螺旋域提供了灵活性。在II型长丝中，在螺旋域之间还存在两个子域。
具有α-角蛋白的结构示例：头发
如果分析典型头发的结构，则直径约为20微米，由死细胞组成，这些死细胞包含堆积的平行排列（并排排列）的大纤维。
像这头牛一样，哺乳动物的头发是由角蛋白制成的（来源：Frank Winkler viafoto.com）
大纤维由直径较小的微纤维组成，并通过具有高硫含量的无定形蛋白质物质相互连接。
这些微原纤维是具有9 + 2组织模式的较小原纤维的组，这意味着9个原纤维围绕着两个中央原纤维；而原纤维则被9个原纤维包围。所有这些结构基本上都由α-角蛋白组成。
软角蛋白和硬角蛋白
根据其硫含量，α-角蛋白可分为软角蛋白或硬角蛋白。这与蛋白质结构中二硫键所产生的机械阻力有关。
硬角蛋白包括头发，角和指甲的一部分，而软角蛋白则以在皮肤和玉米中发现的细丝表示。
可以通过使用还原剂去除二硫键，从而使角蛋白组成的结构不容易被动物消化，除非它们的肠中富含硫醇，就像某些昆虫一样。
β-角蛋白
β-角蛋白比α-角蛋白强得多，在爬行动物和鸟类中被发现是爪，鳞，羽毛和喙的一部分。在壁虎中，在他们的腿（蘑菇）上发现的微绒毛也由这种蛋白质组成。
它的分子结构由反折叠多肽链形成的β折叠片组成，这些反平行多肽链通过键或氢键连接在一起。这些链条彼此相邻，形成小的刚性平面，略微折叠。
它在哪里，其功能是什么？
首先，角蛋白的功能与其建立的结构类型以及在动物体内的位置有关。
像其他纤维蛋白一样，它赋予细胞稳定性和结构刚性，因为它属于称为中间丝家族的蛋白质大家族，是细胞骨架蛋白。
在保护和覆盖范围内
高等动物皮肤的上层具有由角蛋白形成的中间细丝的大网络。该层称为表皮，在人类中厚度在30微米至1纳米之间。
表皮起到抵抗不同类型的机械和化学应力的保护性屏障的作用，并由称为“角质形成细胞”的特殊类型的细胞合成。
除表皮外，还有一个不断脱落的外层，称为角质层，具有类似的功能。
各种动物还使用荆棘和羽毛笔保护自己免受天敌和其他侵略者的侵害。
穿山甲是生活在亚洲和非洲的小型食虫性哺乳动物的“装甲”，也由保护它们的角蛋白“鳞片”组成。
在防御等功能
在牛科动物中即牛，绵羊和山羊中观察到角。它们是非常坚固和具有抵抗力的结构，拥有它们的动物将它们用作防御和求爱的器官。
角是由一个由``海绵状''骨头组成的骨质中心形成的，该骨质中心覆盖着从头骨后部突出的皮肤。
指甲是由角蛋白构成的身体部位的另一个示例（来源：Adobe Stock via via.com）
爪子和指甲除了具有进食和约束功能外，还可以作为动物防御攻击者和掠食者的“武器”。
鸟的喙有多种用途，其中包括食物，防御，求偶，热交换和梳理等。在自然界中的鸟类中发现了多种喙，尤其是在相关颚的形状，颜色，大小和强度方面。
喙像牛角一样，由从头骨突出的骨头中心组成，上面覆盖着结实的β-角蛋白。
非受控动物（“祖先”脊椎动物）的牙齿由角蛋白组成，并且像“高级”脊椎动物的牙齿一样，在喂养和防御方面具有多种功能。
在移动中
许多反刍动物和有蹄类动物（马，驴，麋鹿等）的蹄都是用角蛋白制成的，具有很强的抵抗力，旨在保护腿并有助于运动。
羽毛也被鸟类用来移动，它们由β-角蛋白制成。这些结构还具有伪装，求爱，隔热和不渗透的功能。
鸟的羽毛和喙也由角蛋白组成（资料来源：Couleur，通过picture.com）
在行业中
从人类中心来讲，纺织工业是角化结构的主要开发者之一。许多动物的羊毛和毛发在工业水平上都很重要，因为用它们制造了各种服装，从不同的角度来看，它们对男人有用。
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