Integrované proteiny vs periferní proteiny
Proteiny jsou považovány za makromolekuly, které se skládají z jednoho nebo více polypeptidových řetězců. Polypeptidové řetězce jsou tvořeny aminokyselinami spojenými dohromady peptidovými vazbami. Primární strukturu proteinu lze určit podle aminokyselinové sekvence. Některé geny kódují mnoho proteinů. Tyto geny určují sekvenci aminokyselin, čímž určují jejich primární strukturu. Integrální a periferní proteiny jsou kvůli svému výskytu považovány za „proteiny plazmatické membrány“. Tyto proteiny jsou obecně zodpovědné za schopnost buňky interagovat s vnějším prostředím.
Integrovaný protein
Integrované proteiny se hlavně nacházejí buď úplně, nebo částečně ponořené ve fosfolipidové dvojvrstvě plazmatické membrány. Tyto proteiny mají na sobě polární i nepolární oblasti. Polární hlavy vyčnívají z povrchu dvojvrstvy, zatímco nepolární oblasti jsou v ní zapuštěny. Obvykle pouze nepolární oblasti interagují s hydrofobním jádrem plazmatické membrány vytvářením hydrofobních vazeb s konci mastných kyselin fosfolipidů.
Integrální proteiny, které překlenují celou membránu od vnitřního povrchu k vnějšímu povrchu, se nazývají transmembránové proteiny. V transmembránových proteinech jsou oba konce, které vyčnívají z lipidové vrstvy, polární nebo hydrofilní oblasti. Střední oblasti jsou nepolární a mají na svém povrchu hydrofobní aminokyseliny. Tři typy interakcí pomáhají vložit tyto proteiny do lipidové dvojvrstvy, jmenovitě iontové interakce s polárními hlavami molekul fosfolipidů, hydrofobní interakce s hydrofobními konci fosfolipidových molekul a specifické interakce s určitými oblastmi lipidů, glykolipidů nebo oligosacharidů.
Periferní protein
Periferní proteiny (vnější proteiny) jsou přítomny na nejvnitřnější a nejvzdálenější fosfolipidové dvojvrstvě. Tyto proteiny jsou volně vázány na plazmatickou membránu buď přímo interakcemi s polárními hlavami dvouvrstvých fosfolipidů, nebo nepřímo interakcemi s integrálními proteiny. Tyto proteiny tvoří asi 20 - 30% celkových membránových proteinů.
Většina periferních proteinů se nachází na nejvnitřnějším povrchu nebo cytoplazmatickém povrchu membrány. Tyto proteiny zůstávají vázány buď kovalentními vazbami s mastnými řetězci, nebo prostřednictvím oligosacharidu na fosfolipidy.
Jaký je rozdíl mezi integrálním a periferním proteinem?
• Periferní proteiny se vyskytují na povrchu plazmatické membrány, zatímco integrální proteiny se vyskytují buď úplně nebo částečně ponořené v lipidové vrstvě plazmatické membrány.
• Periferní proteiny jsou volně vázány na lipidovou dvojvrstvu a neinteragují s hydrofobním jádrem mezi dvěma vrstvami fosfolipidů. Naproti tomu jsou integrální proteiny pevně vázány a přímo interagují s hydrofobním jádrem plazmatické membrány. Z těchto důvodů je integrální disociace proteinů obtížnější než periferní proteiny.
• K izolaci periferních proteinů z plazmatické membrány lze použít mírné ošetření, ale pro izolaci integrálních proteinů nestačí mírné ošetření. K rozbití hydrofobních vazeb jsou zapotřebí čisticí prostředky. Integrální proteiny lze tedy izolovat z plazmatické membrány.
• Po izolaci těchto dvou proteinů z plazmatické membrány mohou být periferní proteiny rozpuštěny v neutrálních vodných pufrech, zatímco integrální proteiny nelze rozpustit v neutrálních vodných pufrech nebo agregátech.
• Na rozdíl od periferních proteinů jsou integrální proteiny spojeny s lipidy, když jsou solubilizovány.
• Příklady periferních proteinů jsou spektrin erytrocytů, cytochrom C a ATP-ase mitochondrií a acetylcholinesterázy v elektroplaxových membránách. Příklady integrálních proteinů jsou membránově vázané enzymy, receptory léčiv a hormonů, antigen a rhodopsin.
• Integrované proteiny představují přibližně 70%, zatímco periferní proteiny představují zbývající část proteinů plazmatické membrány.
