Kas ir integrālais membrānas proteīns?

Katrai integrālajai membrānas proteīna molekulai ir sarežģīta saistība ar membrānu, kurā tā atrodas. Strukturāli IMP parasti tiek novietots tā, lai proteīnu pavedieni būtu ieausti visā šūnas membrānas struktūrā. Proteīna daļas izvirzās cauri šūnas sienai šūnas iekšpusē vai ārpusē, vai abos virzienos. Olbaltumvielu molekula nevar darboties, ja tā nav iestrādāta membrānā.

Vēl viena proteīna iezīme ir tā, ka šīs olbaltumvielas var noņemt no membrānas tikai ar ļoti specifisku ķīmisku apstrādi. Tas ir tāpēc, ka proteīna hidrofobie reģioni ir aizsargāti šūnu membrānas fosfolipīdu divslānī. Šī iemesla dēļ ir jāizmanto mazgāšanas līdzekļi, denaturējoši šķīdinātāji un nepolāri šķīdinātāji, lai izjauktu fosfolipīdu divslāni un ekstrahētu integrālo membrānas proteīnu.

Integrālajā membrānas proteīnu klasē ir vairākas dažādas olbaltumvielu kategorijas, no kurām daudzas ir receptori un cita veida šūnu signalizācijas molekulas. Tie ir iedalīti divās grupās, pamatojoties uz to struktūru. Tie ir integrēti transmembrānas proteīni un integrāli monotopiski proteīni.

Integrālie transmembrānu proteīni ir tie, kas aptver visu šūnas membrānu. Šīs olbaltumvielas var aptvert membrānu vienu reizi vai vairākas reizes, cauri fosfolipīdu divslānim tā, ka cauri šūnas sieniņai ir izvirzīti vairāki proteīna gabali. Kopumā šis ir visizplatītākais IMP veids.

Integrētu transmembrānas proteīnu piemēri ir ar spriegumu saistīti jonu kanāli, piemēram, tie, kas transportē kālija jonus šūnās un no tām. Daži T šūnu receptoru veidi, insulīna receptori un daudzi citi receptori un neirotransmiteri ir neatņemami transmembrānas proteīni. Kopumā receptori, raidītāji un transportētāji parasti pieder šai IMP klasei, jo olbaltumvielas, kas aptver visu membrānu, parasti spēj uztvert apstākļus gan šūnas iekšpusē, gan ārpusē.

Integrālie monotopiskie proteīni neaptver visu bioloģisko membrānu. Tā vietā tie ir piestiprināti pie membrānas tikai no vienas puses, un viens proteīna gals izvirzīts šūnas iekšpusē vai ārpusē. Šajā proteīnu klasē ietilpst tādi fermenti kā monoamīnoksidāze un taukskābju amīda hidrolāze. Integrālie monotopiskie proteīni nespēj uztvert apstākļus gan šūnā, gan ārpus tās, un, visticamāk, tie ir mazāk iesaistīti starpšūnu signalizācijā.