Keratin

Synonyme: Horn, Hornsubstanz
Englisch: keratin

Definition

Als Keratine bezeichnet man eine Gruppe von faserbildenden Strukturproteinen, die zur Bildung von Intermediärfilamenten benötigt werden und der Zelle Stabilität und Form verleihen.

Vorkommen

Keratin kommt beim Menschen vor...

...in der Epidermis (Oberhaut)
...in den Haaren sowie
...in den Nägeln

Bei Tieren ist es u.a. Bestandteil für Federn, Schuppen, Klauen und Hörner.

Aufbau

Keratine haben ein Molekulargewicht (MG) zwischen 40.000 und 68.000 Dalton und enthalten viel Cystein (Aminosäure), welches mit Cysteinresten in anderen Aminosäurenketten so genannte Disulfid-Bindungen eingeht. Diese Disulfid-Bindungen sind der Grund für die Festigkeit des Keratins. Wenn Keratin verbrennt, geben sie ihm seinen charakteristischen unangenehmen Schwefelgeruch.

Man unterscheidet verschiedene Typen von Keratin. Die Zytokeratine CK1 bis CK20 sind Intermediärfilamente (Bestandteile des Zytoskeletts, vgl. Mikrotubuli, Mikrofilamente), die in zwei Untergruppen bzw. Subfamilien eingeteilt werden:

saure Typ-I-Subfamilie: CK9–CK20
neutral-basische Typ-II-Subfamilie: CK1–CK8

Keratine, die an der Stabilisation der Zellwand beteiligt sind, weisen folgenden Aufbau auf (von kleinster zu größter Baueinheit):

Peptidketten (Sequenz von Aminosäuren) haben die Form einer Alpha-Helix
zwei parallel angeordnete Peptidketten bilden Heterodimere
Heterodimere bilden Protofibrillen (= Superhelix)
je elf Protofibrillen bilden eine Mikrofibrille
ein Bündel von Mikrofibrillen bildet eine Makrofibrille

Vertreter

Typ-I-Keratine

Keratin 9 (KRT9, CK9)
Keratin 10 (KRT10, CK10)
Keratin 11 (KRT11, CK11)
Keratin 12 (KRT12, CK12)
Keratin 13 (KRT13, CK13)
Keratin 14 (KRT14, CK14)
Keratin 15 (KRT15, CK15)
Keratin 16 (KRT16, CK16)
Keratin 17 (KRT17, CK17)
Keratin 18 (KRT18, CK18)
Keratin 19 (KRT19, CK19)
Keratin 20 (KRT20, CK20)

Typ-II-Keratine

Keratin 1 (KRT1, CK1)
Keratin 2 (KRT2, CK2)
Keratin 3 (KRT3, CK3)
Keratin 4 (KRT4, CK4)
Keratin 5 (KRT5, CK5)
Keratin 6 (KRT6, CK6)
Keratin 7 (KRT7, CK7)
Keratin 8 (KRT8, CK8)

Klinik

Keratin ist im Rahmen der Tumordiagnostik von Bedeutung. Wird in einer Tumorzelle Keratin nachgewiesen, so weiß man, dass der Tumor epithelialen Ursprungs ist. Durch den immunhistochemischen Nachweis der verschiedenen Subytpen CK1-CK20, kann man die Herkunft des Tumors weiter eingrenzen.

Maligne transformiertes Plattenepithel ordnet sich manchmal konzentrisch an und bildet Keratinperlen.