角蛋白31，I型
角蛋白是属于中间细丝家族的一组蛋白质。两类角蛋白是公认的：上皮角蛋白（如KRT4，123940），或软的α角蛋白，这是在表皮表达和许多内部器官的上皮细胞，头发角蛋白，或硬的α角蛋白，这参与头发和指甲的形成。电泳研究已将头发角蛋白分为I型和II型亚家族。I型头发角蛋白为酸性，分子量为40至48 kD，II型头发角蛋白为碱性至中性，分子量为58至65 kD。Heid等（1986）确定了8种主要的头发角蛋白，每种类型中的4种。随后发现了另外的毛发角蛋白。与所有中间丝亚基蛋白一样，毛发角蛋白具有由N端结构域组成的共同二级结构。4个中心α螺旋线圈缠绕域，分别表示为1A，1B，2A和2B；和一个C端结构域。头发角蛋白的非α-螺旋结构域具有高含量的半胱氨酸和脯氨酸残基，前者反映出使用二硫键可产生更坚韧，更持久的结构。序列比较表明，亚家族中的头发角蛋白具有高度保守的α-螺旋和N-末端结构域，但具有在序列和长度上均不同的C-末端结构域。角蛋白是专性杂聚物，具有不同的I型和II型蛋白对，形成异源二聚体；这些进一步聚合以产生最终的10 nm中间丝。头发角蛋白基因在毛囊的表皮和皮层中差异表达（Heid等，1986；Yu et al。，1993 ; 罗杰斯等人，1997）。
细胞遗传学位置：17q21.2
基因座标（GRCh38）：17：41,393,720-41,397,607
▼ 命名法
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Heid等（1986），Rogers等人（1997）和Schweizer等（2006）评论了角蛋白基因的命名法。
▼ 克隆和表达
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鲍登等（1994）分离了人HA1基因组克隆，其包含对应于α-螺旋2B结构域，C-末端区域和3-prime非翻译区域的序列。
通过用小鼠Ha1序列筛选人头皮cDNA文库，Fink等（1995）分离了编码KRTHA1或HA1的cDNA。预测的蛋白质具有416个氨基酸，包括一个49个氨基酸的C端结构域，计算的分子量为47.3 kD。人类和小鼠HA1蛋白的氨基酸序列具有89％的同一性。Northern印迹分析在人头皮中检测到大约1.7-kb HA1转录本，但在无毛皮肤中未检测到。
通过原位杂交，Bowden等人（1998年）表明，HA1在生长的（生的）毛的分化皮层中表达，表达开始于真皮乳头顶点上方2至3个细胞层。内根鞘和髓质中没有表达。在毛发循环的静止阶段（静止期）未检测到HA1表达。
罗杰斯等（1998）报道了推导的KRTHA1蛋白具有417个氨基酸。
Langbein等（1999）报道了9种I型毛发角蛋白基因在毛囊中的表达模式。头发角蛋白基因也在舌和胸腺中表达。
大约5％的人口表达一种酸性41-kD蛋白，该蛋白以其头发角蛋白的电泳图谱出现。该蛋白作为常染色体显性遗传而遗传，并且不具有明显的毛发表型。温特等（1997）发现41-kD蛋白是HA1的截短的变体。他们在HA1基因内含子6的5个主要剪接位点检测到G-to-A取代，导致形成异常剪接的HA1 mRNA物种，并产生缺少整个非螺旋C末端结构域的HA1蛋白。温特等（1997年）表明，全长和截短的HA1蛋白在与II型毛发角蛋白伴侣体外组装时会形成相同的角蛋白中间丝。
▼ 基因结构
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角蛋白亚家族内的基因结构通常在内含子的数量和位置上保守，其中I型基因包含7个外显子，II型基因包含9个外显子。罗杰斯等（1998）报道KRTHA1基因包含7个外显子。
▼ 测绘
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I型头发角蛋白基因聚集在染色体17q12-q21上，II型基因聚集在染色体12q12-q13上（Rogers等，1995）。
罗杰斯等（1998年）分离并鉴定了2个重叠的人PAC克隆，它们在17q12-q21上覆盖190 kb，包含9个I型毛发角蛋白基因，1个转录的毛发角蛋白假基因（KRTHAP1）和1个孤儿外显子。基因的顺序为5个引物-KRTHA6（604540）-KRTHA5（602764）-KRTHA2（602760）-孤儿外显子-KRTHA8（604542）-KRTHA7（604541）-假基因-KRTHA1- -KRTHA4（602763）-KRTHA3B（602762）-KRTHA3A（602761））-3素数。头发角蛋白基因的大小在4.2到7.5 kb之间，并且这些基因彼此隔开5.5到18.4 kb。全部位于约140 kb之内。每个基因从5-prime方向转录为3-prime方向。根据序列同源性，可以将基因分为串联排列的基因的3个子类。一个子集群A组由KRTHA1，KRTHA3A，KRTHA3B和KRTHA4组成，它们共有89％的氨基酸同一性。第二个子集群B组包含KRTHA7和KRTHA8，以及头发角蛋白假基因，作者称之为HAA。功能性头发角蛋白和假设的HAA头发角蛋白共有大约81％的整体氨基酸同一性。第三个子集群C组由结构上相关性较低的头发角蛋白KRTHA2，KRTHA5和KRTHA6组成，它们具有约70％的氨基酸同一性。
▼ 演变
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据认为，KRTHAP1假基因已被单一碱基对取代灭活，该取代将过早的TGA终止密码子引入外显子4中。人，黑猩猩和大猩猩DNA的大规模基因分型表明该无义突变在不同种族的人中纯合存在。背景，但在功能性直系黑猩猩和大猩猩基因中却没有。通过使用大猩猩基因作为外群推断，人假基因和同源黑猩猩基因中同义和非同义取代的相对数目表明，人类基因直到最近才灭活，即不到24万年前。这意味着在此之前和大约550万年前的Pan-Homo分叉后，人的头发角蛋白表型可能与大猿相同。Winter等，2001）。
