Razlika med integralnimi beljakovinami in perifernimi proteini

Integralni proteini vs periferne beljakovine

Beljakovine veljajo za makro molekule, ki so sestavljene iz ene ali več polipeptidnih verig. Polipeptidne verige so sestavljene iz aminokislin, ki jih med seboj povezujejo peptidne vezi. Primarno strukturo proteina lahko določimo z zaporedjem aminokislin. Določeni geni kodirajo številne beljakovine. Ti geni določajo zaporedje aminokislin in s tem določijo njihovo primarno strukturo. Integralni in periferni proteini zaradi njihovega nastanka veljajo za „proteine ​​plazemske membrane“. Ti proteini so na splošno odgovorni za sposobnost celice za interakcijo z zunanjim okoljem.

Integralni beljakovine

Integralne beljakovine najdemo v celoti ali delno potopljene v fosfolipidni dvoslojni plazemski membrani. Ti proteini imajo na sebi tako polarne kot nepolarne regije. Polarne glave štrlijo s površine dvoslojne, medtem ko so vanj vstavljene nepolarne regije. Običajno samo nepolarne regije medsebojno delujejo s hidrofobnim jedrom plazemske membrane tako, da ustvarijo hidrofobne vezi z maščobnimi kislinami fosfolipidov.

Integralni proteini, ki segajo v celotno membrano od notranje površine do zunanje površine, se imenujejo transmembranski proteini. V transmembranskih beljakovinah sta oba konca, ki štrlita iz lipidne plasti, polarna ali hidrofilna območja. Srednja področja so nepolarna in na svoji površini imajo hidrofobne aminokisline. Tri vrste interakcij pomagajo pri vgradnji teh beljakovin v lipidni dvoslojni, in sicer ionske interakcije s polarnimi glavami fosfolipidnih molekul, hidrofobne interakcije s hidrofobnimi repi fosfolipidnih molekul in specifične interakcije z določenimi regijami lipidov, glikolipidov ali oligosaharidov.

Periferna beljakovina

Periferni proteini (zunanji beljakovine) so prisotni na najbolj notranji in najbolj zunanji strani fosfolipidne plasti. Ti proteini so na plazemsko membrano vezani bodisi neposredno z interakcijami s polarnimi glavami fosfolipidnih dvoslojev bodisi posredno z interakcijami s celostnimi proteini. Ti proteini predstavljajo približno 20-30% celotnih membranskih beljakovin.

Večina perifernih beljakovin se nahaja na najbolj notranji površini ali citoplazemski površini membrane. Ti proteini ostanejo omejeni bodisi s kovalentnimi vezmi z maščobnimi verigami bodisi z oligosaharidom na fosfolipide.

Kakšna je razlika med integralnim in perifernim beljakovinami?

• Periferni proteini se pojavijo na površini plazemske membrane, medtem ko se celi proteini v celoti ali delno potopijo v lipidni sloj plazemske membrane.

• Periferni proteini so slabo vezani na lipidni dvoplast in med dvema slojema fosfolipidov ne delujejo s hidrofobnim jedrom. V nasprotju s tem so integralni proteini tesno vezani in neposredno medsebojno delujejo s hidrofobnim jedrom plazemske membrane. Zaradi teh razlogov je celostna disociacija beljakovin težja od perifernih beljakovin.

• Blagi tretmaji se lahko uporabijo za izolacijo perifernih beljakovin iz plazemske membrane, vendar za izolacijo integralnih beljakovin blago zdravljenje ni dovolj. Za prekinitev hidrofobnih vezi so potrebni detergenti. Tako lahko iz plazemske membrane izoliramo integralne beljakovine.

• Po izolaciji teh dveh beljakovin iz plazemske membrane lahko periferne beljakovine raztopimo v nevtralnih vodnih pufrih, medtem ko integralnih beljakovin ne moremo raztopiti v nevtralnih vodnih pufrih ali agregatih.

• Za razliko od perifernih beljakovin so integralni proteini povezani z lipidi, ko jih solubiliziramo.

• Primeri perifernih beljakovin so spektrin eritrocitov, citokrom C in ATP-azo mitohondrijev in acetilkolinesteraza v membranah elektroplaksa. Primeri integralnih beljakovin so membransko vezani encimi, receptorji za zdravila in hormone, antigen in rodopsin.

• Integralni proteini predstavljajo približno 70%, medtem ko periferni proteini predstavljajo preostali del beljakovin v plazemski membrani.