皮质细胞是毛纤维的主要组成部分,也是决定毛纤维物理化学性质的基本物质。皮质细胞间及其与鳞片层之间由细胞间质紧密联结。皮质细胞的平均长度为80~100μm,宽度为2~5μm,厚度为1.2~2.6μm。细胞间质亦为蛋白质,含有少量胱氨酸,约占羊毛纤维重量的l%,厚约150nm,充满细胞的所有缝隙,易被酸、碱、氧化剂、还原剂降解和酶解。
+ @# M& l; W) C0 W% v皮质细胞按结构不同,分为正皮质细胞(ortho?cortexcell)、偏皮质细胞(para?cortexcell和
5 d" G# M/ B4 |, n3 v间皮质细胞(mesa?cortexcell)。3 A$ W8 s6 A5 M, R. h* O7 q
毛纤维的所有皮质细胞的堆砌,经历了纤维结构的各复杂层次,由单分子、基原纤、微原纤、原纤、巨原纤到细胞壁的多个层次。
^, r7 m- U; y" G/ Z6 W绵羊毛皮质细胞中多缩氨酸大分子的聚合度n(未受破坏切断的)有许多种,最短的为104,其次为163~183、212~221、238~270、385~442、493~494、538~556等。单分子链在半胱氨酸含量低(≤2%)的片段,形成α螺旋链主链8个原子(占3.6个氨基酸剩基单元),第1原子N上的—N—H与第9原子C上的C?O形成氢键,螺旋升距为0.514nm,直径约为1nm。在单分子链半胱氨酸含量高(7% ~12%)的片段形成无规线团。当纤维受到拉伸,分子链伸展形成曲折链时,将可能在相邻分子链之间产生氢键,这时每2个α氨基酸剩基单元的长度是0.723nm。3 V$ Q, u4 r6 L6 J
所以在螺旋链段部分,由α螺旋到完全伸展可伸长140.6%,连同其他部分混合总伸长可达105%,且这些大分子将形成束状结构,即原纤(fibril)结构。另一部分α氨基酸分子中半胱氨酸含量很高(一般为17% ~22%)。基本上具有以一定空间结构的空间三维颗粒为主的、不规则线团,成为“原纤”之间的基质(matrix)。
- D3 s3 F& |* h$ P6 N* n9 o7 I. D6 d4 C对于绵羊毛皮质细胞中原纤的结构,60多年来许多科学家都做过系统研究,特别是最近三十年借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜和电子密度分布分析技术等对其各层次原纤进行了详细地测试、分析与计算,建立了绵羊毛皮质细胞结构模型,其中最典型的有两种。首先呈α螺旋的单根大分子,两根平行排列,形成二聚体(dimer)。如下图所示,每根大分子由端氨基到端羧基间1A、1B、2A、2B均为α螺旋链区段,L1、L12、L2为无规则区段。双股略有S捻,两根螺旋大分子(从端视图看)其氨基的剩基单元依次按a、b、c、d、e、f盘旋。并在ad对da区依靠范德华力、氢键、盐式链、半胱氨酸键联结。4 q# M& P0 T5 {# [( U( H
毛纤维结构(二聚体模型) |