Integralni proteini proti perifernim proteinom
Beljakovine obravnavamo kot makromolekule, ki so sestavljene iz ene ali več polipeptidnih verig. Polipeptidne verige so sestavljene iz aminokislin, povezanih s peptidnimi vezmi. Primarno strukturo beljakovine lahko določimo z zaporedjem aminokislin. Nekateri geni kodirajo številne beljakovine. Ti geni določajo zaporedje aminokislin in s tem določajo njihovo primarno strukturo. Integralni in periferni proteini se zaradi njihovega pojava obravnavajo kot „proteini plazemske membrane“. Ti proteini so na splošno odgovorni za sposobnost celice za interakcijo z zunanjim okoljem.
Integralni protein
Integralne beljakovine večinoma najdemo v celoti ali delno potopljene v fosfolipidni dvosloj plazemske membrane. Ti proteini imajo na sebi polarne in nepolarne regije. Polarne glave štrlijo iz površine dvosloja, medtem ko so vanjo vdelana nepolarna področja. Običajno le nepolarne regije sodelujejo s hidrofobnim jedrom plazemske membrane tako, da tvorijo hidrofobne vezi z repi maščobnih kislin fosfolipidov.
Integralni proteini, ki prekrivajo celotno membrano od notranje do zunanje površine, se imenujejo transmembranski proteini. Pri transmembranskih proteinih sta oba konca, ki štrlita iz lipidne plasti, polarna ali hidrofilna območja. Srednje regije so nepolarne in imajo na površini hidrofobne aminokisline. Tri vrste interakcij pomagajo vgraditi te proteine v lipidni dvosloj, in sicer ionske interakcije s polarnimi glavami fosfolipidnih molekul, hidrofobne interakcije s hidrofobnimi repi fosfolipidnih molekul in specifične interakcije z določenimi regijami lipidov, glikolipidov ali oligosaharidov.
periferni protein
Periferni proteini (zunanji proteini) so prisotni na najbolj notranji in najbolj zunanji fosfolipidni dvosloj. Ti proteini so ohlapno vezani na plazemsko membrano neposredno z interakcijami s polarnimi glavami fosfolipidnega dvosloja ali posredno z interakcijami z integralnimi proteini. Te beljakovine predstavljajo približno 20-30 % vseh membranskih beljakovin.
Večina perifernih proteinov se nahaja na najbolj notranji površini ali citoplazmatski površini membrane. Ti proteini ostanejo vezani na fosfolipide prek kovalentnih vezi z maščobnimi verigami ali preko oligosaharida.
Kakšna je razlika med integralnimi in perifernimi beljakovinami?
• Periferni proteini se pojavljajo na površini plazemske membrane, medtem ko se integralni proteini pojavljajo v celoti ali delno potopljeni v lipidno plast plazemske membrane.
• Periferni proteini so ohlapno vezani na lipidni dvosloj in ne interagirajo s hidrofobnim jedrom med dvema slojema fosfolipidov. Nasprotno so integralni proteini tesno vezani in neposredno vplivajo na hidrofobno jedro plazemske membrane. Zaradi teh razlogov je disociacija integralnih proteinov težja kot disociacija perifernih proteinov.
• Blage obdelave lahko uporabimo za izolacijo perifernih proteinov iz plazemske membrane, vendar za izolacijo integralnih proteinov blage obdelave niso dovolj. Za prekinitev hidrofobnih vezi so potrebni detergenti. Tako lahko integralne proteine izoliramo iz plazemske membrane.
• Po izolaciji teh dveh proteinov iz plazemske membrane se lahko periferni proteini raztopijo v nevtralnih vodnih pufrih, medtem ko integralnih proteinov ni mogoče raztopiti v nevtralnih vodnih pufrih ali agregatih.
• Za razliko od perifernih proteinov so integralni proteini povezani z lipidi, ko so solubilizirani.
• Primeri perifernih proteinov so spektrin eritrocitov, citokrom C in ATP-aza mitohondrijev ter acetilholinesteraza v membranah elektroplaksa. Primeri integralnih proteinov so membransko vezani encimi, receptorji za zdravila in hormone, antigen in rodopsin.
• Integralni proteini predstavljajo približno 70 %, medtem ko periferni proteini predstavljajo preostali del proteinov plazemske membrane.
