Integralni proteini naspram perifernih proteina
Proteini se smatraju makromolekulama koje se sastoje od jednog ili više polipeptidnih lanaca. Polipeptidni lanci sastoje se od aminokiselina koje su međusobno povezane peptidnim vezama. Primarna struktura proteina može se odrediti slijedom aminokiselina. Određeni geni kodiraju mnoge proteine. Ovi geni određuju slijed aminokiselina, određujući time njihovu primarnu strukturu. Integralni i periferni proteini se zbog svoje pojave smatraju 'proteinima plazma membrane'. Ti su proteini općenito odgovorni za sposobnost stanice da komunicira s vanjskim okolišem.
Integralni protein
Integralni proteini se uglavnom nalaze potpuno ili djelomično uronjeni u fosfolipidni dvosloj plazma membrane. Ovi proteini imaju i polarne i nepolarne regije na sebi. Polarne glave strše s površine dvosloja dok su nepolarne regije ugrađene u njega. Obično samo nepolarne regije stupaju u interakciju s hidrofobnom jezgrom plazma membrane stvaranjem hidrofobnih veza s repovima masnih kiselina fosfolipida.
Integralni proteini koji premošćuju cijelu membranu od unutarnje do vanjske površine nazivaju se transmembranski proteini. Kod transmembranskih proteina, oba kraja koja strše iz lipidnog sloja su polarne ili hidrofilne regije. Srednje regije su nepolarne i imaju hidrofobne aminokiseline na svojoj površini. Tri vrste interakcija pomažu da se ti proteini ugrade u lipidni dvosloj, naime, ionske interakcije s polarnim glavama fosfolipidnih molekula, hidrofobne interakcije s hidrofobnim repovima fosfolipidnih molekula i specifične interakcije s određenim regijama lipida, glikolipida ili oligosaharida.
Periferni protein
Periferni proteini (vanjski proteini) prisutni su na najunutarnjem i najudaljenijem fosfolipidnom dvosloju. Ti su proteini labavo vezani za plazma membranu bilo izravno interakcijama s polarnim glavama dvosloja fosfolipida ili neizravno interakcijama s integralnim proteinima. Ovi proteini čine oko 20-30 % ukupnih membranskih proteina.
Većina perifernih proteina nalazi se na najdubljoj površini ili citoplazmatskoj površini membrane. Ovi proteini ostaju vezani bilo putem kovalentnih veza s masnim lancima ili putem oligosaharida na fosfolipide.
Koja je razlika između integralnog i perifernog proteina?
• Periferni proteini nalaze se na površini plazma membrane, dok se integralni proteini pojavljuju potpuno ili djelomično uronjeni u lipidni sloj plazma membrane.
• Periferni proteini su labavo vezani za lipidni dvosloj i ne stupaju u interakciju s hidrofobnom jezgrom između dva sloja fosfolipida. Nasuprot tome, integralni proteini su čvrsto vezani i izravno su u interakciji s hidrofobnom jezgrom plazma membrane. Zbog ovih razloga, integralna disocijacija proteina teža je od perifernih proteina.
• Blagi tretmani mogu se koristiti za izolaciju perifernih proteina iz plazma membrane, ali za izolaciju integralnih proteina, blagi tretmani nisu dovoljni. Da bi se razbile hidrofobne veze, potrebni su deterdženti. Stoga se integralni proteini mogu izolirati iz plazma membrane.
• Nakon izolacije ova dva proteina iz plazma membrane, periferni proteini se mogu otopiti u neutralnim vodenim puferima dok se integralni proteini ne mogu otopiti u neutralnim vodenim puferima ili agregatima.
• Za razliku od perifernih proteina, integralni proteini povezani su s lipidima kada su solubilizirani.
• Primjeri perifernih proteina su spektrin eritrocita, citokrom C i ATP-aza mitohondrija i acetilkolinesteraza u membranama elektroplaksa. Primjeri integralnih proteina su enzimi vezani na membranu, receptori za lijekove i hormone, antigen i rodopsin.
• Integralni proteini predstavljaju oko 70% dok periferni proteini predstavljaju preostali dio proteina plazma membrane.
