Integrális fehérjék kontra perifériás fehérjék
A fehérjéket makromolekuláknak tekintjük, amelyek egy vagy több polipeptidláncból állnak. A polipeptid láncok aminosavakból állnak, amelyeket peptidkötések kötnek össze. A fehérje elsődleges szerkezetét az aminosav-szekvencia határozza meg. Bizonyos gének számos fehérjét kódolnak. Ezek a gének határozzák meg az aminosav szekvenciáját, ezáltal meghatározzák elsődleges szerkezetüket. Az integrált és perifériás fehérjéket előfordulásuk miatt „plazmamembránfehérjéknek” tekintik. Ezek a fehérjék általában felelősek a sejt azon képességéért, hogy kölcsönhatásba lépjenek a külső környezettel.
Integrál Protein
Az integrált fehérjék főként részben vagy teljesen a plazmamembrán foszfolipid kettős rétegében találhatók. Ezek a fehérjék poláris és nem poláris régiókkal is rendelkeznek. A kétrétegű réteg felületéből poláris fejek nyúlnak ki, míg nem poláris régiók vannak beágyazva. Általában csak a nem poláris régiók lépnek kölcsönhatásba a plazmamembrán hidrofób magjával azáltal, hogy hidrofób kötéseket hoznak létre a foszfolipidek zsírsav-farokkal.
A teljes membránon a belső felülettől a külső felületig terjedő integrált fehérjéket transzmembrán fehérjéknek nevezzük. A transzmembrán fehérjékben a lipidrétegből kiálló mindkét vég poláris vagy hidrofil régió. A középső régiók nem polárisak, felületükön hidrofób aminosavak találhatók. Háromféle kölcsönhatás segít beágyazni ezeknek a fehérjéknek a lipid kettős rétegbe: ionos kölcsönhatások a foszfolipid molekulák poláris fejeivel, hidrofób kölcsönhatások a foszfolipid molekulák hidrofób farkaival és specifikus kölcsönhatások a lipidek, glikolipidek vagy oligoszacharidok bizonyos régióival.
Perifériás fehérje
A perifériás fehérjék (külső fehérjék) a foszfolipidek kettősrétegének legbelső és legkülső részén találhatók. Ezek a fehérjék lazán kötődnek a plazmamembránhoz vagy közvetlenül a foszfolipidek kettősrétegének poláris fejeivel való kölcsönhatások révén, vagy közvetetten az integrált fehérjékkel való kölcsönhatások révén. Ezek a fehérjék az összes membránfehérje körülbelül 20-30%-át teszik ki.
A legtöbb perifériás fehérje a membrán legbelső felületén vagy citoplazmatikus felületén található. Ezek a fehérjék vagy zsírláncokkal kötött kovalens kötéseken keresztül, vagy oligoszacharidokon keresztül a foszfolipidekhez kötődnek.
Mi a különbség az integrál és a perifériás fehérje között?
• A perifériás fehérjék a plazmamembrán felszínén fordulnak elő, míg az integrált fehérjék vagy teljesen vagy részben a plazmamembrán lipidrétegébe merülve.
• A perifériás fehérjék lazán kötődnek a lipid kettős réteghez, és nem lépnek kölcsönhatásba a hidrofób maggal a két foszfolipidréteg között. Ezzel szemben az integrált fehérjék szorosan kötődnek, és közvetlenül kölcsönhatásba lépnek a plazmamembrán hidrofób magjával. Ezen okok miatt az integrál fehérjék disszociációja nehezebb, mint a perifériás fehérjéké.
• Az enyhe kezelések alkalmazhatók a perifériás fehérjék izolálására a plazmamembránból, de integrált fehérjék izolálásához az enyhe kezelések nem elegendőek. A hidrofób kötések megszakításához detergensekre van szükség. Így integrált fehérjék izolálhatók a plazmamembránból.
• E két fehérje plazmamembránról történő izolálása után a perifériás fehérjék feloldhatók semleges vizes pufferekben, míg az integrált fehérjék nem oldhatók fel semleges vizes pufferekben vagy aggregátumokban.
• A perifériás fehérjéktől eltérően az integrált fehérjék szolubilizáláskor lipidhez kapcsolódnak.
• A perifériás fehérjék példái az eritrociták spektruma, a citokróm C és a mitokondriumok ATP-áza, valamint az acetilkolinészteráz az elektroplax membránokban. Az integrált fehérjék példái a membránhoz kötött enzimek, gyógyszer- és hormonreceptorok, antigén és rodopszin.
• Az integrált fehérjék körülbelül 70%-át, míg a perifériás fehérjék a plazmamembránfehérjék fennmaradó részét képviselik.
