Різниця між інтегральними білками і периферичними білками

Інтегральні протеїни та периферичні білки

Білки розглядаються як макромолекули, які складаються з однієї або декількох поліпептидних ланцюгів. Поліпептидні ланцюги складаються з амінокислот, пов'язаних між собою пептидними зв'язками. Первинна структура білка може бути визначена амінокислотною послідовністю. Певні гени кодують багато білків. Ці гени визначають послідовність амінокислоти, тим самим визначаючи їх первинну структуру. Інтегральні та периферичні білки розглядаються як «білки плазматичної мембрани» через їх виникнення. Ці білки, як правило, відповідають за здатність клітини взаємодіяти із зовнішнім середовищем.

Інтегральний білок

Інтегральні білки в основному знаходяться або повністю, або частково занурені у фосфоліпіди-шару плазматичної мембрани. Ці білки мають як полярні, так і неполярні області. Полярні головки виступають з поверхні шару, тоді як неполярні області вбудовані в нього. Зазвичай лише неполярні ділянки взаємодіють з гідрофобним ядром плазматичної мембрани, здійснюючи гідрофобні зв'язки з хвостами жирних кислот фосфоліпідів.

Цілісні білки, які охоплюють всю мембрану від внутрішньої до зовнішньої, називаються трансмембранними білками. У трансмембранних білків обидва кінці, які виступають з ліпідного шару, є полярними або гідрофільними ділянками. Середні ділянки неполярні і на своїй поверхні мають гідрофобні амінокислоти. Три типи взаємодій допомагають вбудовувати ці білки в ліпідний двошаровий, а саме - іонні взаємодії з полярними головками фосфоліпідних молекул, гідрофобні взаємодії з гідрофобними хвостами фосфоліпідних молекул та специфічні взаємодії з певними ділянками ліпідів, гліколіпідів чи олігосахаридів..

Периферичний білок

Периферичні білки (зовнішні білки) присутні у внутрішній і зовнішній частині фосфоліпідних двошарових. Ці білки слабко зв’язуються з плазматичною мембраною або безпосередньо, взаємодіючи з полярними головками двошару фосфоліпідів, або опосередковано взаємодією з інтегральними білками. Ці білки складають близько 20-30% від загальної кількості мембранних білків.

Більшість периферичних білків знаходяться на внутрішній поверхні або цитоплазматичній поверхні мембрани. Ці білки залишаються обмеженими або через ковалентні зв’язки з жировими ланцюгами, або через олігосахарид до фосфоліпідів.

Чим відрізняється інтегральний від периферичного білка?

• Периферичні білки виникають на поверхні плазматичної мембрани, тоді як інтегральні білки зустрічаються або повністю, або частково занурені в ліпідний шар плазматичної мембрани.

• Периферичні білки слабко пов'язані з ліпідним двошаровим і не взаємодіють з гідрофобним ядром між двома шарами фосфоліпідів. Навпаки, інтегральні білки тісно пов'язані і безпосередньо взаємодіють з гідрофобним ядром плазматичної мембрани. Через ці причини інтегральна дисоціація білка складніше, ніж периферичні білки.

• Легкі методи лікування можуть бути використані для ізоляції периферичних білків із плазматичної мембрани, але для виділення цілісних білків недостатньо легкого лікування. Для розриву гідрофобних зв’язків потрібні миючі засоби. Таким чином, цілісні білки можуть бути виділені з плазматичної мембрани.

• Після виділення цих двох білків із плазматичної мембрани периферійні білки можуть бути розчинені у нейтральних водних буферах, тоді як інтегральні білки не можуть бути розчинені у нейтральних водних буферах або агрегатах.

• На відміну від периферійних білків, інтегральні білки при солюбілізації асоціюються з ліпідом.

• Прикладами периферичних білків є спектрин еритроцитів, цитохром С та АТФ-аза мітохондрій та ацетилхолінестераза в мембранах електроплакса. Прикладами інтегральних білків є мембранно обмежені ферменти, рецептори лікарських препаратів та гормонів, антиген та родопсин.

• Інтегральні білки складають близько 70%, тоді як периферичні білки представляють решту порцій білків мембрани плазми.