Интегральные белки и периферические белки
Белки рассматриваются как макромолекулы, состоящие из одной или нескольких полипептидных цепей. Полипептидные цепи состоят из аминокислот, соединенных между собой пептидными связями. Первичную структуру белка можно определить по аминокислотной последовательности. Определенные гены кодируют множество белков. Эти гены определяют последовательность аминокислот, тем самым определяя их первичную структуру. Интегральные и периферические белки считаются «белками плазматической мембраны» из-за их присутствия. Эти белки обычно отвечают за способность клетки взаимодействовать с внешней средой.
Интегральный белок
Интегральные белки в основном полностью или частично погружены в бислой фосфолипидов плазматической мембраны. Эти белки имеют как полярные, так и неполярные области. Полярные головки выступают из поверхности бислоя, а неполярные области погружены в него. Обычно только неполярные области взаимодействуют с гидрофобным ядром плазматической мембраны, образуя гидрофобные связи с хвостами жирных кислот фосфолипидов.
Интегральные белки, которые охватывают всю мембрану от внутренней до внешней поверхности, называются трансмембранными белками. В трансмембранных белках оба конца, выступающие из липидного слоя, являются полярными или гидрофильными областями. Средние участки неполярны и имеют на своей поверхности гидрофобные аминокислоты. Встраиванию этих белков в липидный бислой помогают три типа взаимодействий, а именно ионные взаимодействия с полярными головками молекул фосфолипидов, гидрофобные взаимодействия с гидрофобными хвостами молекул фосфолипидов и специфические взаимодействия с определенными областями липидов, гликолипидов или олигосахаридов.
Периферический белок
Периферийные белки (внешние белки) присутствуют на самом внутреннем и самом внешнем двойном слое фосфолипидов. Эти белки слабо связаны с плазматической мембраной либо непосредственно за счет взаимодействий с полярными головками бислоя фосфолипидов, либо опосредованно за счет взаимодействий с интегральными белками. Эти белки составляют около 20-30 % всех мембранных белков.
Большинство периферических белков находятся на самой внутренней поверхности или цитоплазматической поверхности мембраны. Эти белки остаются связанными либо через ковалентные связи с жирными цепями, либо через олигосахарид с фосфолипидами.
В чем разница между интегральным и периферическим белком?
• Периферические белки располагаются на поверхности плазматической мембраны, тогда как интегральные белки встречаются полностью или частично погруженными в липидный слой плазматической мембраны.
• Периферические белки слабо связаны с липидным бислоем и не взаимодействуют с гидрофобным ядром между двумя слоями фосфолипидов. Напротив, интегральные белки прочно связаны и непосредственно взаимодействуют с гидрофобным ядром плазматической мембраны. По этим причинам диссоциация интегральных белков более трудна, чем диссоциация периферических белков.
• Мягкая обработка может использоваться для выделения периферических белков из плазматической мембраны, но для выделения интегральных белков мягкой обработки недостаточно. Для разрыва гидрофобных связей требуются детергенты. Таким образом, интегральные белки могут быть выделены из плазматической мембраны.
• После выделения этих двух белков из плазматической мембраны периферические белки можно растворить в нейтральных водных буферах, в то время как интегральные белки нельзя растворить в нейтральных водных буферах или агрегатах.
• В отличие от периферических белков, интегральные белки при солюбилизации связываются с липидами.
• Примерами периферических белков являются спектрин эритроцитов, цитохром С и АТФ-аза митохондрий и ацетилхолинэстераза в мембранах электроплакса. Примерами интегральных белков являются связанные с мембраной ферменты, рецепторы лекарств и гормонов, антиген и родопсин..
• Интегральные белки составляют около 70%, в то время как периферические белки составляют оставшуюся часть белков плазматической мембраны.
