Интегрални протеини срещу периферни протеини
Протеините се разглеждат като макромолекули, които се състоят от една или повече полипептидни вериги. Полипептидните вериги са изградени от аминокиселини, свързани заедно с пептидни връзки. Първичната структура на протеина може да се определи от аминокиселинната последователност. Някои гени кодират много протеини. Тези гени определят последователността на аминокиселината, като по този начин определят тяхната първична структура. Интегралните и периферните протеини се считат за „протеини на плазмената мембрана“поради тяхното възникване. Тези протеини обикновено са отговорни за способността на клетката да взаимодейства с външната среда.
Интегрален протеин
Интегралните протеини се намират главно изцяло или частично потопени във фосфолипидния двоен слой на плазмената мембрана. Тези протеини имат както полярни, така и неполярни области върху тях. Полярните глави стърчат от повърхността на двойния слой, докато неполярните области са вградени в него. Обикновено само неполярните участъци взаимодействат с хидрофобното ядро на плазмената мембрана чрез създаване на хидрофобни връзки с опашките на мастните киселини на фосфолипидите.
Интегралните протеини, които обхващат цялата мембрана от вътрешната до външната повърхност, се наричат трансмембранни протеини. В трансмембранните протеини и двата края, които излизат извън липидния слой, са полярни или хидрофилни области. Средните области са неполярни и имат хидрофобни аминокиселини на повърхността си. Три вида взаимодействия спомагат за вграждането на тези протеини в липидния двоен слой, а именно йонни взаимодействия с полярните глави на фосфолипидните молекули, хидрофобни взаимодействия с хидрофобните опашки на фосфолипидните молекули и специфични взаимодействия с определени региони на липиди, гликолипиди или олигозахариди.
Периферен протеин
Периферните протеини (външни протеини) присъстват в най-вътрешния и най-външния двуслой на фосфолипидите. Тези протеини са хлабаво свързани с плазмената мембрана или директно чрез взаимодействия с полярни глави на фосфолипиден двоен слой, или индиректно чрез взаимодействия с интегрални протеини. Тези протеини представляват около 20-30% от общите мембранни протеини.
Повечето от периферните протеини се намират на най-вътрешната повърхност или цитоплазмената повърхност на мембраната. Тези протеини остават свързани чрез ковалентни връзки с мастни вериги или чрез олигозахарид към фосфолипидите.
Каква е разликата между интегралния и периферния протеин?
• Периферните протеини се срещат на повърхността на плазмената мембрана, докато интегралните протеини се срещат изцяло или частично потопени в липидния слой на плазмената мембрана.
• Периферните протеини са хлабаво свързани с липидния двоен слой и не взаимодействат с хидрофобното ядро между два слоя фосфолипиди. Обратно, интегралните протеини са здраво свързани и директно взаимодействат с хидрофобното ядро на плазмената мембрана. Поради тези причини интегралната протеинова дисоциация е по-трудна от периферните протеини.
• Леки лечения могат да се използват за изолиране на периферни протеини от плазмената мембрана, но за изолиране на интегрални протеини леките лечения не са достатъчни. За разрушаване на хидрофобните връзки са необходими детергенти. По този начин интегралните протеини могат да бъдат изолирани от плазмената мембрана.
• След изолиране на тези два протеина от плазмената мембрана, периферните протеини могат да бъдат разтворени в неутрални водни буфери, докато интегралните протеини не могат да бъдат разтворени в неутрални водни буфери или агрегати.
• За разлика от периферните протеини, интегралните протеини се свързват с липидите, когато се разтворят.
• Примери за периферни протеини са спектринът на еритроцитите, цитохром С и АТФ-азата на митохондриите и ацетилхолинестеразата в електроплаксовите мембрани. Примери за интегрални протеини са мембранно свързани ензими, лекарствени и хормонални рецептори, антиген и родопсин.
• Интегралните протеини представляват около 70%, докато периферните протеини представляват останалата част от протеините на плазмената мембрана.
