Integralni proteini vs periferni proteini
Beljakovine veljajo za makro molekule, ki so sestavljene iz ene ali več polipeptidnih verig. Polipeptidne verige so sestavljene iz aminokislin, povezanih s peptidnimi vezmi. Primarno strukturo beljakovin lahko določimo z aminokislinskim zaporedjem. Nekateri geni kodirajo številne beljakovine. Ti geni določajo zaporedje aminokislin in s tem določajo njihovo primarno strukturo. Integralni in periferni proteini se zaradi njihovega pojavljanja štejejo za „beljakovine plazemske membrane“. Ti proteini so na splošno odgovorni za sposobnost celice, da komunicira z zunanjim okoljem.
Integralne beljakovine
Celotne beljakovine najdemo v celoti ali delno potopljene v fosfolipidnih dvoslojnih plazemskih membranah. Te beljakovine imajo na sebi tako polarne kot nepolarne regije. Polarne glave štrlijo s površine dvosloja, medtem ko so vanj vdelana nepolarna območja. Običajno le nepolarna območja sodelujejo s hidrofobnim jedrom plazemske membrane tako, da tvorijo hidrofobne vezi z repi maščobnih kislin fosfolipidov.
Integralni proteini, ki segajo po celotni membrani od notranje do zunanje površine, se imenujejo transmembranski proteini. V transmembranskih beljakovinah sta oba konca, ki štrlijo iz lipidne plasti, polarna ali hidrofilna območja. Srednja območja so nepolarna in imajo na površini hidrofobne aminokisline. Tri vrste interakcij pomagajo vgraditi te beljakovine v lipidni dvosloj, in sicer ionske interakcije s polarnimi glavami molekul fosfolipidov, hidrofobne interakcije s hidrofobnimi repi molekul fosfolipidov in specifične interakcije z nekaterimi regijami lipidov, glikolipidov ali oligosaharidov.
Periferne beljakovine
Periferni proteini (zunanji proteini) so prisotni na najbolj notranji in najbolj zunanji plast fosfolipidov. Ti proteini so na plazemsko membrano ohlapno vezani bodisi neposredno z interakcijami s polarnimi glavami dvoslojnih fosfolipidov bodisi posredno z interakcijami z integralnimi beljakovinami. Ti proteini predstavljajo približno 20-30% vseh membranskih beljakovin.
Večina perifernih beljakovin se nahaja na najbolj notranji površini ali citoplazemski površini membrane. Te beljakovine ostanejo vezane bodisi s kovalentnimi vezmi z maščobnimi verigami bodisi z oligosaharidi na fosfolipide.
Kakšna je razlika med integralnimi in perifernimi beljakovinami?
• Periferni proteini se pojavijo na površini plazemske membrane, medtem ko se integralni proteini v celoti ali delno potopijo v lipidni sloj plazemske membrane.
• Periferni proteini so ohlapno vezani na lipidni dvosloj in ne medsebojno delujejo s hidrofobnim jedrom med dvema plastema fosfolipidov. Nasprotno pa so integralni proteini tesno vezani in neposredno sodelujejo s hidrofobnim jedrom plazemske membrane. Zaradi teh razlogov je integralna disocijacija beljakovin težja od perifernih beljakovin.
• Blage postopke lahko uporabimo za izolacijo perifernih beljakovin iz plazemske membrane, vendar za izolacijo integralnih beljakovin blagi postopki niso dovolj. Za prekinitev hidrofobnih vezi so potrebni detergenti. Tako lahko iz plazemske membrane izoliramo integralne beljakovine.
• Po izolaciji teh dveh proteinov 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, ko se solubilizirajo, povezani z lipidi.
• Primeri perifernih proteinov so spektrin eritrocitov, citokrom C in ATP-aza mitohondrijev in acetilholinesteraza v membranah elektroplaksa. Primeri integralnih beljakovin so encimi, vezani na membrano, receptorji za zdravila in hormone, antigen in rodopsin.
• Integralni proteini predstavljajo približno 70%, periferni proteini pa preostali del beljakovin plazemske membrane.
