Proteină membranară integrală - Integral membrane protein

E, spațiu extracelular ; P, membrană plasmatică ; Eu, spațiul intracelular.

O proteină membranară integrală ( IMP ) este un tip de proteină membranară care este atașată permanent de membrana biologică . Toate proteinele transmembranare sunt IMP, dar nu toate IMP sunt proteine ​​transmembranare. IMP-urile cuprind o fracțiune semnificativă a proteinelor codificate în genomul unui organism . Proteinele care traversează membrana sunt înconjurate de lipide inelare , care sunt definite ca lipide care sunt în contact direct cu o proteină membranară. Astfel de proteine ​​pot fi separate doar de membrane folosind detergenți , solvenți nepolari sau uneori agenți de denaturare .

Structura

Structuri tridimensionale de ~ 160 proteine ​​de membrană diferite diferite au fost determinate la rezoluție atomică prin cristalografie cu raze X sau spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară . Acestea sunt subiecte provocatoare pentru studiu datorită dificultăților asociate cu extracția și cristalizarea . În plus, structurile de mai multe apă - solubil domenii de proteine ale IMPS sunt disponibile în Protein Data Bank . Helicele α de ancorare a membranei au fost îndepărtate pentru a facilita extracția și cristalizarea . Căutați proteine ​​de membrană integrale în PDB (pe baza clasificării ontologice genetice )

IMP-urile pot fi împărțite în două grupuri:

  1. Proteine ​​politopice integrale (proteine ​​transmembranare)
  2. Proteine ​​monotopice integrale

Proteină politică integrală

Articol principal: Proteina transmembranară

Cel mai comun tip de IMP este proteina transmembranară (TM), care se întinde pe întreaga membrană biologică . Proteinele cu membrană cu trecere simplă traversează membrana o singură dată, în timp ce proteinele cu membrană cu trecere multiplă se țes înăuntru și în afară, încrucișându-se de mai multe ori. Proteinele TM cu o singură trecere pot fi clasificate ca tip I, care sunt poziționate astfel încât carboxil-capătul lor să fie către citosol sau tipul II, care au capătul amino capăt către citosol. Proteinele de tip III au mai multe domenii transmembranare într-o singură polipeptidă, în timp ce tipul IV constă din mai multe polipeptide diferite asamblate împreună într-un canal prin membrană. Proteinele de tip V sunt ancorate pe bistratul lipidic prin lipide legate covalent. În cele din urmă, proteinele de tip VI au atât domenii transmembranare, cât și ancore lipidice.

Proteinele transmembranare din grupele I și II au orientări opuse. Proteinele din grupa I au capătul N terminal pe partea îndepărtată și capătul C terminal pe partea citosolică. Proteinele din grupa II au capătul C în partea îndepărtată și capătul N în citosol.

Proteine ​​monotopice integrale

Articol principal: Proteină monotopică integrală

Proteinele monotopice integrate sunt asociate cu membrana dintr-o parte, dar nu se întind complet pe bistratul lipidic.

Determinarea structurii proteinelor

Proteine Initiativa Structura (PSI), finantat de SUA Institutul National de Stiinte Medicale Generale (NIGMS), parte a National Institutes of Health (NIH), are printre scopul de a determina structurile de proteine tri-dimensionale și de a dezvolta tehnici de utilizare în biologia structurală , inclusiv pentru proteinele de membrană. Modelarea omologică poate fi utilizată pentru a construi un model de rezoluție atomică a proteinei integrale „țintă” din secvența sa de aminoacizi și o structură tridimensională experimentală a unei proteine ​​omoloage înrudite. Această procedură a fost utilizată pe scară largă pentru receptorii cuplați ligand - proteină G (GPCR) și complexele acestora.

Funcţie

IMP-urile includ transportori , linkeri, canale , receptori , enzime , domenii structurale de ancorare a membranei, proteine ​​implicate în acumularea și transducția de energie și proteine ​​responsabile de aderența celulară . Clasificarea transportatorilor poate fi găsită în baza de date de clasificare a transportatorilor .

Ca exemplu al relației dintre IMP (în acest caz pigmentul bacterian de fotoprindere, bacteriorodopsina) și membrana formată din bistratul fosfolipidic este ilustrat mai jos. În acest caz, proteina membranară integrală se întinde pe bistratul fosfolipidic de șapte ori. Partea proteinei care este înglobată în regiunile hidrofobe ale stratului bistrat este alfa elicoidală și compusă din aminoacizi predominant hidrofobi. Capătul C terminal al proteinei se află în citosol în timp ce regiunea N terminală se află în exteriorul celulei. O membrană care conține această proteină specială poate funcționa în fotosinteză.

Exemple

Exemple de proteine ​​de membrană integrale:

Vezi si

Referințe