Klíčový rozdíl – transmembránové a periferní proteiny
Model tekuté mozaiky, který objevili v roce 1972 Singer a Nicolson, vysvětluje strukturu univerzální buněčné membrány, která obklopuje buňky a jejich organely. V průběhu let se vyvíjel a vysvětluje základní strukturu a funkci buněčné membrány. Plazmatická membrána je model, který chrání buňky před poškozením a poskytuje ochranu proti cizím činitelům. Podle modelu tekuté mozaiky je plazmatická membrána tvořena dvojvrstvými lipidovými vrstvami (fosfolipidy), cholesterolem, sacharidy a proteiny. Cholesterol se nachází připojený k lipidové dvojvrstvě. Sacharidy jsou buď připojeny k lipidům nebo proteinům v membráně. Membránové proteiny jsou tří typů: integrální proteiny, periferní proteiny a transmembránové proteiny. Integrální proteiny jsou integrovány do membrány. Klíčový rozdíl mezi transmembránovými proteiny a periferními proteiny je v tom, že transmembránové proteiny se rozprostírají po celé délce membrány, zatímco periferní proteiny jsou volně připojeny k vnitřnímu a vnějšímu povrchu.
Co je to transmembránový protein?
Transmembránové proteiny jsou speciální typy integrálních proteinů, které procházejí biologickou buněčnou membránou. Je trvale připojen a lze jej nalézt zcela rozprostírající se přes membránu. Většina transmembránových proteinů funguje jako brány, které umožňují transport dalších látek do buňky uvnitř. Transmembránové proteiny mají hydrofobní závity a šroubovici, které stabilizovaly jejich pozici v lipidové dvojvrstvě. Struktura transmembránového proteinu je rozdělena do tří domén. Doména v lipidové dvojvrstvě se nazývá doména lipidové dvojvrstvy. Doména, která se nachází v buňce mimo, se nazývá extracelulární doména. Doména uvnitř je známá jako intracelulární doména.
Přestože je plazmatická membrána fluidní, orientace transmembránových proteinů se nemění. Tyto proteiny jsou tak velké a mají vysokou molekulovou hmotnost. Takže rychlost změny orientace je velmi malá. Extracelulární část je vždy mimo buňku a intracelulární část je vždy uvnitř buňky.
Transmembránové proteiny hrají v buňce několik velmi důležitých funkcí. Hrají klíčovou roli v buněčné komunikaci. Buňce uvnitř signalizují informace týkající se vnějšího prostředí. Receptory mohou být připojeny k látkám v extracelulární doméně. Jakmile se protein naváže na substráty, přináší geometrické změny do intracelulární domény proteinu. Tyto změny přinášejí několik změn v geometrii proteinů v buňce uvnitř a vytvářejí kaskádovou reakci. Transmembránové proteiny jsou schopny působit jako přenašeč signálu do buňky uvnitř. Iniciují signály, které reagují na vnější prostředí, a to vede k akcím, které se odehrávají v jiných částech buňky.
Obrázek 01: Transmembránové proteiny
Transmembránové proteiny jsou také schopny řídit výměnu materiálů a látek přes buněčnou membránu. Mohou tvořit specializované kanály nebo průchody nazývané „poriny“, které mohou procházet buněčnou membránou. Tyto poriny jsou regulovány jinými proteiny, které jsou někdy uzavřené a někdy otevřené. Nejlepším příkladem je přenos signálu nervovými buňkami. Receptorový protein se váže na neurotransmiter. Tato vazba umožňuje otevření iontových kanálů (napěťově řízených nebo ligandem řízených kanálů). A zajišťuje tok iontů přes kanály. Přenáší tedy nervové vzruchy. Nervové buňky přenášejí elektrické signály známé jako akční potenciál tokem iontů přes buněčnou membránu.
Co je to periferní protein?
Tyto proteiny jsou dočasně připojeny k plazmatické membráně. Jsou buď připojeny k integrálním membránovým proteinům nebo lipidové dvojvrstvě. Periferní proteiny se váží na buněčnou membránu prostřednictvím vodíkových vazeb. Mají několik důležitých biologických funkcí. Většina z nich funguje jako buněčné receptory. Některé z nich jsou velmi důležité enzymy. Jelikož jsou v cytoskeletu, dávají tvar a podporu. Usnadňují pohyb třemi hlavními složkami: mikrofilamenty, střední vlákna a mikrotubuly. Jejich hlavní funkcí je doprava. Přenášejí molekuly mezi jinými proteiny. Nejlepším příkladem je „cytochrom C“, který přenáší molekuly elektronů mezi proteiny v řetězci přenosu elektronů při výrobě energie.
Obrázek 02: Periferní proteiny
Periferní proteiny jsou tedy extrémně důležité pro přežití buněk. Když se buňka poškodí, uvolňuje se z buňky „cytochrom C“. To vede k apoptóze buňky. Některé z periferních enzymů se účastní metabolismu jsou; lipoxygenáza, alfa-beta hydroláza, fosfolipáza A a C, sfingomyelináza C a ferochelatáza.
Jaké jsou podobnosti mezi transmembránovými a periferními proteiny?
- Oba jsou bílkoviny.
- Oba se podílejí na molekulárním transportu.
- Oba se nacházejí v plazmatické membráně.
- Obojí je nesmírně důležité pro přežití buněk.
Jaký je rozdíl mezi transmembránovými a periferními proteiny?
Transmembránové vs periferní proteiny |
|
| Transmembránové proteiny jsou membránové proteiny, které se rozprostírají po celé délce membrány. | Periferní proteiny jsou membránové proteiny, které se volně připojují na vnitřní a vnější povrchy. |
| Function | |
| Transmembránové proteiny pomáhají v buněčné signalizaci. | Periferní proteiny udržují buněčný tvar a podporují buněčnou membránu, aby udržela její strukturu. |
| Příroda | |
| Transmembránové proteiny jsou typem integrálních proteinů. | Periferní proteiny nejsou integrální proteiny. |
| Umístění | |
| Transmembránové proteiny se šíří přes buněčnou membránu. | Periferní proteiny jsou připojeny k povrchu vně nebo uvnitř buněčné membrány. |
| Binding | |
| Transmembránové proteiny jsou trvale připojeny k buněčné membráně (orientace je pevná). | Periferní proteiny jsou dočasně nebo volně připojeny k buněčné membráně (orientace se mění). |
Shrnutí – Transmembránové vs periferní proteiny
Plazmatická membrána je model, který chrání buňky před poškozením a poskytuje ochranu proti cizím činitelům. Model tekuté mozaiky plazmatické membrány vysvětluje, že se skládá z lipidové dvojvrstvy, cholesterolu, sacharidů a bílkovin. Cholesterol se nachází připojený k lipidové dvojvrstvě. Sacharidy jsou buď připojeny k lipidům nebo proteinům v membráně. Proteiny jsou tří typů: integrální, periferní a transmembránové proteiny. Integrální proteiny jsou integrovány do membrány a rozprostírají se po celé délce membrány. A periferní proteiny jsou volně připojeny k vnitřnímu a vnějšímu povrchu. To je rozdíl mezi transmembránovými a periferními proteiny.
Stáhněte si PDF verzi Transmembrane vs Peripheral Proteins
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi transmembránovými a periferními proteiny
