Les kératines forment une grande famille de protéines fibreuses qui vont adopter des repliements en hélice α ou en feuillet β, puis s’assembler en long filaments de quelques nm de diamètre (un peu à la manière du collagène). Elles sont à l’origine de différents tissus du corps, tels que les cheveux bien sur, mais aussi nos ongles, les plumes, les écailles ou les cornes des animaux. C’est d’ailleurs à ce dernier élément que ces protéines doivent leur nom (du grec κέρας, la corne). Historiquement elles font partie des premières protéines dont la structure a été étudiée par diffraction des rayons X car les recherches étaient, entre autres, financées par l’industrie textile, qui s’intéressait tout particulièrement aux protéines fibreuses.

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Un dimère de deux chaînes de kératine (KRT1 et KRT11) en hélices α entremêlées (code PDB 6ec0)

Les kératines ont pour caractéristique d’être particulièrement riches en acides aminés de type cystéines (qui représentent 14% des résidus dans les kératines de nos cheveux et seulement 3% des résidus dans les autres protéines des vertébrés). Or ces cystéines (qui comprennent des atomes de soufre) ont la faculté de former des ponts disulfure entre elles, et ces liaisons additionnelles entre les chaînes protéiques vont fortement rigidifier leur assemblage. Les traitements capillaires de type permanente exploitent cette particularité avec un fonctionnement en deux étapes :

  • L’application d’un réducteur va détruire un grande partie des ponts disulfures pour assouplir la fibre (mais pas tous, sinon celle-ci sera trop endommagée !)
  • Le produit fixateur qui suit va quant à lui reformer des ponts disulfure entre les chaînes protéiques, et ainsi rigidifier les cheveux dans la forme que l’on souhaite leur donner.

Les fibres de kératine sont insolubles, ce qui confère à notre épiderme son imperméabilité, et extrêmement résistantes aux protéines digestives. C’est ce qui explique pourquoi votre chat finit toujours par vomir les boules de poils accumulés dans son estomac alors qu’il faisait sa toilette, au lieu de simplement les digérer. Et chez les humains atteints de trichophagie (quand on mange ses cheveux), cela peut aboutir à une occlusion intestinale portant le doux nom de Syndrome de Raiponce

Pour le plus grand désespoir des fashionistas il existe néanmoins des insectes capables de digérer la kératine (on parle de kératophages) comme les mites, qui vont donc se nourrir de vos vêtements en laine ou en soie (une autre fibre protéique), mais laisseront intacts le coton ou les textiles synthétiques. Les insectes kératophages jouent cependant un rôle essentiel dans la nature, puisqu’il contribuent à l’élimination des parties les plus difficilement dégradables des cadavres animaux (poils, plumes, griffes, cornes ou sabots).

Bien entendu les kératines ne sont pas les seules protéines en jeu dans la constitution de notre chevelure. Récemment, un trio protéique a fait parler de lui pour son implication dans le Syndrome du cheveu incoiffable. Il s’agit d’une anomalie rare de la structure des cheveux, d’ordinaire observées chez les enfants, et qui rend ceux-ci rêches et impossibles à aplatir (je précise que je parle toujours des cheveux). Plusieurs cas ont étés rapportés au cours du 20ème siècle et le syndrome a été décrit plus en détail dans les années 1970. Mais il semble qu’il était déjà présent dans un classique de la littérature jeunesse allemande datant 1845, Struwwelpeter, dit Pierre l’ébouriffé (dit aussi Crasse-Tignasse). Ce conte écrit par un médecin Heinrich Hoffmann, afin d’éduquer son fils de trois ans, narre en effet les très navrantes mésaventures d’une garnement chevelu et griffu.

Der Struwwelpeter: Buchdeckel vorn
Or donc, un matin de Noël 1844, le bon Dr. Hoffman se dit que ce serait une chouette idée d’offrir une histoire parlant d’un personnage qui a probablement inspiré Edward aux mains d’argent et Freddy les griffes de la nuit à son petit garçon de 3 ans. (Qu’on ne vienne surtout pas me dire que la littérature jeunesse c’était mieux avant…)

Une étude a montré que ce syndrome est associé à des mutations dans trois protéines chargées de donner sa structure à sa fibre capillaire. La trichohyalin s’occupe de former des liaisons entre les chaînes de kératine et de renforcer le cheveu, tandis que ses compères PADI3 et TGM3 sont justement chargées de sa production. Au final, les cheveux défectueux se retrouvent avec une fibre déformée de section triangulaire et non plus circulaire. Heureusement ce syndrome semble régresser spontanément lors du passage à l’âge adulte (sauf si vous êtes un célèbre homme politique britannique).

Finalement le poète disait vrai, un seul résidu vous manque et tout est emmêlé !