Интегральные белки против периферических белков
Белки считаются макромолекулами, которые состоят из одной или нескольких полипептидных цепей. Полипептидные цепи состоят из аминокислот, связанных пептидными связями. Первичная структура белка может быть определена по аминокислотной последовательности. Определенные гены кодируют многие белки. Эти гены определяют последовательность аминокислот, тем самым определяя их первичную структуру. Интегральные и периферические белки считаются «белками плазматической мембраны» из-за их присутствия. Эти белки обычно отвечают за способность клетки взаимодействовать с внешней средой.
Интегральный белок
Интегральные белки в основном обнаруживаются полностью или частично погруженными в фосфолипидный бислой плазматической мембраны. Эти белки имеют как полярные, так и неполярные области. Полярные головки выступают из поверхности бислоя, в то время как неполярные области внедряются в него. Обычно только неполярные области взаимодействуют с гидрофобным ядром плазматической мембраны, образуя гидрофобные связи с жирнокислотными хвостами фосфолипидов.
Интегральные белки, покрывающие всю мембрану от внутренней до внешней поверхности, называются трансмембранными белками. В трансмембранных белках оба конца, которые выступают из липидного слоя, являются полярными или гидрофильными областями. Средние области неполярны и имеют на своей поверхности гидрофобные аминокислоты. Три типа взаимодействий помогают встроить эти белки в липидный бислой, а именно ионные взаимодействия с полярными головками молекул фосфолипидов, гидрофобные взаимодействия с гидрофобными хвостами молекул фосфолипидов и специфические взаимодействия с определенными участками липидов, гликолипидов или олигосахаридов.
Периферический белок
Периферические белки (внешние белки) присутствуют на самом внутреннем и внешнем бислое фосфолипидов. Эти белки слабо связаны с плазматической мембраной либо непосредственно за счет взаимодействий с полярными головками фосфолипидного бислоя, либо опосредованно за счет взаимодействий с интегральными белками. Эти белки составляют около 20-30% от общего количества мембранных белков.
Большинство периферических белков находится на внутренней или цитоплазматической поверхности мембраны. Эти белки остаются связанными либо за счет ковалентных связей с жирными цепями, либо через олигосахарид с фосфолипидами.
В чем разница между интегральным и периферическим белком?
• Периферические белки находятся на поверхности плазматической мембраны, тогда как интегральные белки находятся либо полностью, либо частично погруженными в липидный слой плазматической мембраны.
• Периферические белки слабо связаны с липидным бислоем и не взаимодействуют с гидрофобным ядром между двумя слоями фосфолипидов. Напротив, интегральные белки тесно связаны и напрямую взаимодействуют с гидрофобным ядром плазматической мембраны. По этим причинам диссоциация интегральных белков сложнее, чем периферических белков.
• Мягкие методы лечения могут использоваться для выделения периферических белков из плазматической мембраны, но для выделения интегральных белков мягких методов лечения недостаточно. Чтобы разорвать гидрофобные связи, требуются моющие средства. Таким образом, интегральные белки можно выделить из плазматической мембраны.
• После выделения этих двух белков из плазматической мембраны периферические белки можно растворить в нейтральных водных буферах, тогда как интегральные белки нельзя растворить в нейтральных водных буферах или агрегатах.
• В отличие от периферических белков, интегральные белки при растворении связываются с липидами.
• Примерами периферических белков являются спектрин эритроцитов, цитохром С и АТФ-аза митохондрий и ацетилхолинэстераза в мембранах электроплакса. Примерами интегральных белков являются связанные с мембраной ферменты, рецепторы лекарств и гормонов, антиген и родопсин.
• Интегральные белки составляют около 70%, тогда как периферические белки представляют собой оставшуюся часть белков плазматической мембраны.
