
【化】 sclerotin
carapace; hull; rind; shell; shuck
【化】 cover
【医】 crust; crusta; crustae; putamen; shell; testa
【化】 albuminoid; scleroprotein
【医】 albuminoid; albumoid; scleroprotein
壳硬蛋白(scleroprotein)是一类结构坚硬、不溶于水的纤维状蛋白质,在生物体内主要起支撑和保护作用。其名称源于希腊词根“sclero-”(意为坚硬),反映了这类蛋白质的物理特性。
壳硬蛋白由长链氨基酸构成,通常形成β-折叠片或交联结构,使其具备极强的机械强度和化学稳定性。例如,角蛋白中的二硫键交联网络可抵抗外力拉伸 。
因其疏水性氨基酸占比高且分子间作用力强,壳硬蛋白不溶于水及普通溶剂,主要存在于生物体的保护性组织中,如毛发、指甲、羽毛及外骨骼 。
存在于哺乳动物的毛发、指甲及鸟类的羽毛中,通过半胱氨酸残基形成二硫键,提供弹性和抗磨损性 。
构成皮肤、骨骼和肌腱的主要成分,其三重螺旋结构能承受高强度张力,占人体蛋白质总量的25%-30% 。
赋予血管、韧带等组织弹性,通过交联结构实现反复伸缩而不变形 。
壳硬蛋白的异常表达与多种疾病相关。例如,胶原蛋白合成缺陷可能导致成骨不全症(脆骨病),而弹性蛋白降解则与动脉粥样硬化的发展密切相关 。在材料科学领域,其仿生结构为开发高强度生物材料提供了灵感。
来源说明:本文综合了生物化学教材《Lehninger Principles of Biochemistry》(第7版)、美国国立生物技术信息中心(NCBI)蛋白质数据库条目,以及《Journal of Structural Biology》关于蛋白质构效关系的研究综述。
“壳硬蛋白”在不同生物学语境中有两种主要解释,需结合具体来源区分:
1. 昆虫外骨骼中的壳硬蛋白(Sclerotin)
属于结构蛋白的一种,主要存在于昆虫表皮和卵壳中。其通过醌类物质交联形成坚硬结构,为外骨骼提供机械强度和防水性。这类蛋白在节肢动物(如甲虫、蟑螂)的蜕皮过程中发挥关键作用。
2. 贝类外壳中的壳硬蛋白(Conchiolin)
又称贝壳硬蛋白,是软体动物(如牡蛎、蛤蜊)外壳的有机成分。它与碳酸钙等无机盐层交替排列,形成珍珠质结构,占贝壳总质量的1-5%。通过盐酸脱钙后可提取该蛋白,其具有调控矿物结晶方向的功能。
词源解析
“壳”指坚硬外皮(如蛋壳、贝壳),而“硬蛋白”是难溶于水的纤维状蛋白质统称。该词属生物学术语复合词,需注意与普通“外壳蛋白”(shell protein)的泛称区分。
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