Keratin

►Was ist Keratin?

Keratin ist ein faseriges Strukturprotein und das Hauptprotein, aus dem Haare, Hörner, Krallen und die äußere Schicht der menschlichen Haut bestehen. Keratin kann Epithelzellen vor Schäden oder Druck schützen. Keratinmonomere bündeln sich zu intermediären Faserproteinen (Intermediate Protein, IP)
Keratin-Peptidketten sind Multistruktur-Domänenketten, die in hoch konservierte stäbchenförmige Zwischen- und Telopeptidregionen unterteilt sind. Die Peptidkette der stäbchenförmigen Strukturdomänen besteht aus einer periodischen Sequenzstruktur mit 8 Peptidwiederholungen. Alle intermediären fibrillären Eier haben eine ähnliche Peptidkettenkonfiguration. Keratin-Peptidketten sind typischerweise Alpha-Helices. Saure und basische Keratin-Peptidketten verbinden sich zu heteromeren Komplex-Helices, die die charakteristische Konformationsform des Keratins darstellen.
Bisher wurden mehr als 20 Arten von Keratinpeptiden entdeckt, wobei Haarkeratine und epidermale Keratine aus verschiedenen Keratinpeptidketten bestehen. Keratin enthält einen hohen Anteil an Cystein, und die Vernetzung von Cystein ist die wichtigste Vernetzungsstruktur im Keratin. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Keratins sind hauptsächlich auf diese Vernetzungsstruktur zurückzuführen.

►Eigenschaften und Struktur

Unlöslich in Wasser, Salzlösungen, verdünnten Säuren oder verdünnten Basen. Keratin wird aus Zellen gewonnen, die sich aus dem Ektoderm differenzieren, und ist eines der Strukturproteine in diesen Zellen. Daher ist Keratin in Haaren, Schuppen, Federn, Nägeln, Hufen, Hörnern, Krallen, Schnäbeln, Filamenten und anderen epidermalen Strukturen vorhanden und ist ein Protein von Federn, Haaren, Krallen, Schnäbeln, Hufen, Hörnern sowie der grauen Substanz des Gehirns, des Rückenmarks und der Nerven der Netzhaut.

Nach der Röntgenbeugungsanalyse gibt es zwei Arten von räumlichen Strukturen der Keratine: α-helicale Strukturen (α-Keratine) und β-gefaltete lamellare Strukturen (β-Keratine). Erstere sind wie Wolle, letztere wie Seidenherzprotein.
Da Keratin mehr Cystin enthält, ist der Gehalt an Disulfidbindungen außergewöhnlich hoch, und die Peptidkette des Proteins spielt eine vernetzende Rolle, so dass die chemischen Eigenschaften von Keratin besonders stabil sind und eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Sie sind nicht leicht löslich und verdaulich und enthalten mehr Cystin (14-15%) und Stickstoff (21-24,5%). Zerkleinerte Federn und Schweinehaare, die eine Stunde lang bei 15-20 Pfund Dampfdruck wärmebehandelt werden, erhöhen ihre Verdaulichkeit auf 70-80% und verringern den Cystingehalt um 5-6%.

♦ Futtermittel und Fgut Industrie
Federkeratin kann als hochwertiges Futterprotein verwendet werden. Durch die Verwendung von Keratin kann auch ein Aminosäure-Spurenelement-Chelatbildner hergestellt werden, der mit den für das Wachstum von Vieh und Geflügel notwendigen Spurenmetallionen reagieren kann, Koordinationsverbindungen mit einer zyklischen Struktur erzeugt und die Verwertungsrate von Spurenelementen verbessert.

Federkeratin ist auch reich an Glutaminsäure, Asparaginsäure und anderen frischen Aminosäuren und kann zur Herstellung neuer Lebensmittelzusatzstoffe für die Lebensmittelindustrie verwendet werden.

♦ Pharmazeutisch
Es wurde festgestellt, dass einige Hautkrankheiten durch das Eindringen von Keratinasen, die von pilzähnlichen Substanzen produziert werden, in die Haut verursacht werden, und diese Eigenschaft kann für die Entwicklung und Nutzung von Medikamenten zur Behandlung von pilzähnlichen Hautkrankheiten genutzt werden. Die Keratin-Aminosäure-Verbundlösung kann direkt in den menschlichen Körper injiziert werden, um die Ernährung zu ergänzen und einen Teil des menschlichen Plasmas zu ersetzen.
Das im Keratin enthaltene Cystein hat eine leberschützende Wirkung, die Fettleber, Zirrhose und anderen Lebererkrankungen wirksam vorbeugen kann, und es hat auch eine bemerkenswerte Wirksamkeit bei der Behandlung von Blasenmyositis, Alopezie und Toxizitätsstörungen.

♦ Düngemittel, PÖstizide und Environmental Protection
Das Rohpulver der behandelten Federn enthält bis zu etwa 5% Stickstoff, der zur Herstellung von flüssigem Aminosäure-Mischdünger als billigere Alternative zu tierischem Dung verwendet werden kann.

Aminosäuren und ihre Derivate sowie Metallkomplexe, die durch Keratinhydrolyse hergestellt werden, haben die doppelte Wirkung der Sterilisation, der Krankheitsvorbeugung und der Wachstumsförderung bei Pflanzen. Sie können als Fungizide, Insektizide, Herbizide und Pflanzenwachstumsförderer eingesetzt werden. Zusammengesetzte Aminosäuren werden durch Hydrolyse von Federn und Reaktion mit Kalziumkarbonat hergestellt, um Kalziumverbindungen von zusammengesetzten Aminosäuren zu erzeugen, die durch Hydrolyse der Phosphatbindung in Organophosphor-Pestiziden Pestizidrückstände in Nutzpflanzen reduzieren können.

♦ Bräunen Industrie
Die Füllung von Rindslederoberleder mit Federhydrolyseprodukten kann die Weichheit und Dehnbarkeit des Blankleders erheblich verbessern, ohne die Zug- und Reißfestigkeit des Blankleders oder die Absorptionsrate des Farbstoffs wesentlich zu beeinträchtigen.

Das aus der Feder gewonnene Eiweißgemisch kann nach einer geeigneten alkalischen Abbaubehandlung als Füllmaterial für Schuhoberleder und Bekleidungsleder verwendet werden, wodurch die Färbeeigenschaften des Leders verbessert werden und das Leder eine bessere Elastizität erhält. Darüber hinaus kann das Federprotein als Compoundiermittel für Chromleder verwendet werden.

♦ Kosmetisch Produkte
Keratin kann in Kosmetika verwendet werden. Keratin hat sehr widerstandsfähige physikalisch-chemische Eigenschaften und denkwürdige biologische Funktionen und spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der normalen physiologischen Funktion der Epidermis.

Keratinase wird in kosmetischen Hautpflegeprodukten verwendet, um aktiven Faktoren zu helfen, die Hautbarriere zu durchdringen, überschüssiges Hautkeratin loszuwerden, die Haut tiefgehend zu pflegen und die Haarentfernung zu erforschen, was eine gute Perspektive in der Hautkosmetik hat.

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