Rozdiel medzi integrálnymi proteínmi a periférnymi proteínmi

Integrálne proteíny verzus periférne proteíny

Proteíny sa považujú za makromolekuly, ktoré pozostávajú z jedného alebo viacerých polypeptidových reťazcov. Polypeptidové reťazce sú tvorené aminokyselinami spojenými peptidovými väzbami. Primárna štruktúra proteínu môže byť určená aminokyselinovou sekvenciou. Niektoré gény kódujú veľa proteínov. Tieto gény určujú sekvenciu aminokyselín, a tým určujú ich primárnu štruktúru. Integrálne a periférne proteíny sa kvôli svojmu výskytu považujú za „proteíny plazmatickej membrány“. Tieto proteíny sú všeobecne zodpovedné za schopnosť bunky interagovať s vonkajším prostredím.

Integrálny proteín

Integrálne proteíny sa nachádzajú hlavne úplne alebo čiastočne ponorené do fosfolipidovej dvojvrstvy plazmatickej membrány. Tieto proteíny majú polárne aj nepolárne oblasti. Polárne hlavy vyčnievajú z povrchu dvojvrstvy, zatiaľ čo v nej sú zapustené nepolárne oblasti. Zvyčajne iba nepolárne oblasti interagujú s hydrofóbnym jadrom plazmatickej membrány vytváraním hydrofóbnych väzieb s koncami mastných kyselín fosfolipidov..

Integrálne proteíny, ktoré preklenujú celú membránu od vnútorného povrchu po vonkajší povrch, 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 svojom povrchu majú hydrofóbne aminokyseliny. Tri typy interakcií pomáhajú zabudovať tieto proteíny do lipidovej dvojvrstvy, a to iónové interakcie s polárnymi hlavami fosfolipidových molekúl, hydrofóbne interakcie s hydrofóbnymi zvyškami fosfolipidových molekúl a špecifické interakcie s určitými oblasťami lipidov, glykolipidov alebo oligosacharidov..

Periférny proteín

Periférne proteíny (vonkajšie proteíny) sú prítomné na najvnútornejšej a najkrajnejšej dvojvrstve fosfolipidov. Tieto proteíny sa voľne viažu na plazmatickú membránu buď priamo interakciami s polárnymi hlavami dvojvrstvy fosfolipidov alebo nepriamo interakciami s integrálnymi proteínmi. Tieto proteíny tvoria asi 20 až 30% celkových membránových proteínov.

Väčšina periférnych proteínov sa nachádza na najvnútornejšom alebo cytoplazmatickom povrchu membrány. Tieto proteíny zostávajú viazané buď kovalentnými väzbami s mastnými reťazcami alebo oligosacharidom 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 do lipidovej vrstvy plazmatickej membrány..

• Periférne proteíny sa voľne viažu na lipidovú dvojvrstvu a neinteragujú s hydrofóbnym jadrom medzi dvoma vrstvami fosfolipidov. Naopak, integrálne proteíny sú pevne viazané a priamo interagujú s hydrofóbnym jadrom plazmovej membrány. Z týchto dôvodov je integrálna disociácia proteínu ťažšia ako periférne proteíny.

• Na izoláciu periférnych proteínov z plazmatickej membrány je možné použiť miernu liečbu, ale na izoláciu integrálnych proteínov nestačí mierna liečba. Na prerušenie hydrofóbnych väzieb sú potrebné detergenty. Integrálne proteíny tak môžu byť izolované z plazmatickej membrány.

• Po izolácii týchto dvoch proteínov z plazmatickej membrány môžu byť periférne proteíny rozpustené v neutrálnych vodných pufroch, zatiaľ čo integrálne proteíny nemôžu byť rozpustené v neutrálnych vodných pufroch alebo agregátoch..

• Na rozdiel od periférnych proteínov sú integrálne proteíny spojené s lipidmi, keď sú solubilizované.

• Príkladmi periférnych proteínov sú spektrín erytrocytov, cytochróm C a ATP-ase mitochondrií a acetylcholínesterázy v elektroplastických membránach. Príkladmi integrálnych proteínov sú enzýmy viazané na membránu, receptory liečiv a hormónov, antigén a rodopsín.

• Integrálne proteíny predstavujú asi 70%, zatiaľ čo periférne proteíny predstavujú zvyšnú časť proteínov plazmatickej membrány.