Integrované proteíny vs periférne proteíny
Proteíny sa považujú za makromolekuly, ktoré pozostávajú z jedného alebo viacerých polypeptidových reťazcov. Polypeptidové reťazce sú tvorené aminokyselinami navzájom spojenými peptidovými väzbami. Primárna štruktúra proteínu môže byť určená aminokyselinovou sekvenciou. Určité gény kódujú mnoho proteínov. Tieto gény určujú sekvenciu aminokyselín, čím určujú ich primárnu štruktúru. Integrované a periférne proteíny sa vzhľadom na ich výskyt považujú za „proteíny plazmatickej membrány“. Tieto proteíny sú všeobecne zodpovedné za schopnosť bunky interagovať s vonkajším prostredím.
Integrovaný proteín
Integrované proteíny sa hlavne nachádzajú buď úplne alebo čiastočne ponorené vo fosfolipidovej dvojvrstve plazmatickej membrány. Tieto proteíny majú na sebe polárne aj nepolárne oblasti. Polárne hlavy vyčnievajú z povrchu dvojvrstvy, zatiaľ čo nepolárne oblasti sú v nej zapustené. Spravidla iba nepolárne oblasti interagujú s hydrofóbnym jadrom plazmatickej membrány vytváraním hydrofóbnych väzieb s koncami fosfolipidov mastných kyselín.
Integrálne proteíny, ktoré prechádzajú celou membránou od vnútorného povrchu k vonkajšiemu povrchu, sa nazývajú transmembránové proteíny. V transmembránových proteínoch sú oba konce, ktoré vyčnievajú z lipidovej vrstvy, polárne alebo hydrofilné oblasti. Stredné oblasti sú nepolárne a na povrchu majú hydrofóbne aminokyseliny. Tri typy interakcií pomáhajú vložiť tieto proteíny do lipidovej dvojvrstvy, a to iónové interakcie s polárnymi hlavami molekúl fosfolipidu, hydrofóbne interakcie s hydrofóbnymi zakončeniami molekúl fosfolipidu a špecifické interakcie s určitými oblasťami lipidov, glykolipidov alebo oligosacharidov.
Periférny proteín
Periférne proteíny (vonkajšie proteíny) sú prítomné na vnútornej a vonkajšej strane dvojvrstvy fosfolipidov. Tieto proteíny sú voľne viazané na plazmatickú membránu buď priamo interakciami s polárnymi hlavami dvojvrstvových fosfolipidov, alebo nepriamo interakciami s integrálnymi proteínmi. Tieto proteíny tvoria asi 20 - 30% celkových membránových proteínov.
Väčšina periférnych proteínov sa nachádza na najvnútornejšom povrchu alebo cytoplazmatickom povrchu membrány. Tieto proteíny zostávajú viazané buď kovalentnými väzbami s mastnými reťazcami alebo cez oligosacharid na fosfolipidy.
Aký je rozdiel medzi integrálnym a periférnym proteínom?
• Periférne proteíny sa vyskytujú na povrchu plazmatickej membrány, zatiaľ čo integrálne proteíny sa vyskytujú buď úplne alebo čiastočne ponorené v lipidovej vrstve plazmatickej membrány.
• Periférne proteíny sú voľne viazané na lipidovú dvojvrstvu a neinteragujú s hydrofóbnym jadrom medzi dvoma vrstvami fosfolipidov. Naproti tomu sú integrálne proteíny pevne spojené a priamo interagujú s hydrofóbnym jadrom plazmatickej membrány. Z týchto dôvodov je integrálna disociácia proteínu ťažšia ako periférne proteíny.
• Na izoláciu periférnych proteínov z plazmatickej membrány sa môže použiť mierne ošetrenie. Na izoláciu integrálnych proteínov však mierne ošetrenie nestačí. Na rozbitie hydrofóbnych väzieb sú potrebné čistiace prostriedky. Takže z plazmatickej membrány možno izolovať integrálne proteíny.
• Po izolácii týchto dvoch proteínov z plazmatickej membrány môžu byť periférne proteíny rozpustené v neutrálnych vodných tlmivých roztokoch, zatiaľ čo integrálne proteíny nemôžu byť rozpustené v neutrálnych vodných tlmivých roztokoch alebo agregátoch.
• Na rozdiel od periférnych proteínov sú integrálne proteíny spojené s lipidmi, keď sú rozpustené.
• Príkladmi periférnych proteínov sú spektrín erytrocytov, cytochróm C a ATP-ase mitochondrií a acetylcholínesterázy v membránach elektroplaxu. Príklady integrálnych proteínov sú membránou viazané enzýmy, receptory liekov a hormónov, antigén a rodopsín.
• Integrované proteíny predstavujú asi 70%, zatiaľ čo periférne proteíny predstavujú zvyšnú časť proteínov plazmatickej membrány.
