Integrální proteiny vs periferní proteiny
Proteiny jsou považovány za makro molekuly, které se skládají z jednoho nebo více polypeptidových řetězců. Polypeptidové řetězce jsou tvořeny aminokyselinami spojenými dohromady peptidovými vazbami. Primární struktura proteinu může být určena aminokyselinovou sekvencí. Některé geny kódují mnoho proteinů. Tyto geny určují sekvenci aminokyselin, čímž určují jejich primární strukturu. Integrální a periferní proteiny jsou vzhledem k jejich výskytu považovány za „proteiny plazmatické membrány“. Tyto proteiny jsou obecně zodpovědné za schopnost buňky interagovat s vnějším prostředím.
Integrální protein
Integrální proteiny se převážně nacházejí buď zcela nebo částečně ponořené ve fosfolipidové dvojvrstvě plazmatické membrány. Tyto proteiny mají na sobě polární i nepolární oblasti. Polární hlavy vyčnívají z povrchu dvojvrstvy, zatímco nepolární oblasti jsou v ní zasazeny. Obvykle pouze nepolární oblasti interagují s hydrofobním jádrem plazmatické membrány vytvářením hydrofobních vazeb s ocasy mastných kyselin fosfolipidů.
Integrální proteiny, které pokrývají celou membránu od vnitřního povrchu po vnější povrch, se nazývají transmembránové proteiny. V transmembránových proteinech jsou oba konce, které vyčnívají z lipidové vrstvy, polární nebo hydrofilní oblasti. Střední oblasti jsou nepolární a mají na svém povrchu hydrofobní aminokyseliny. Tři typy interakcí pomáhají zabudovat tyto proteiny do lipidové dvojvrstvy, jmenovitě iontové interakce s polárními hlavami fosfolipidových molekul, hydrofobní interakce s hydrofobními konci fosfolipidových molekul a specifické interakce s určitými oblastmi lipidů, glykolipidů nebo oligosacharidů.
Periferní protein
Periferní proteiny (vnější proteiny) jsou přítomny na nejvnitřnější a nejzevnější dvojvrstvě fosfolipidů. Tyto proteiny jsou volně vázány na plazmatickou membránu buď přímo interakcí s polárními hlavami fosfolipidové dvojvrstvy, nebo nepřímo interakcí s integrálními proteiny. Tyto proteiny tvoří asi 20-30 % celkových membránových proteinů.
Většina periferních proteinů se nachází na nejvnitřnějším povrchu nebo cytoplazmatickém povrchu membrány. Tyto proteiny zůstávají vázány buď prostřednictvím kovalentních vazeb s mastnými řetězci, nebo prostřednictvím oligosacharidů k fosfolipidům.
Jaký je rozdíl mezi integrálním a periferním proteinem?
• Periferní proteiny se vyskytují na povrchu plazmatické membrány, zatímco integrální proteiny se vyskytují buď zcela nebo částečně ponořené v lipidové vrstvě plazmatické membrány.
• Periferní proteiny jsou volně vázány na lipidovou dvojvrstvu a neinteragují s hydrofobním jádrem mezi dvěma vrstvami fosfolipidů. Naproti tomu integrální proteiny jsou pevně vázány a přímo interagují s hydrofobním jádrem plazmatické membrány. Z těchto důvodů je integrální proteinová disociace obtížnější než periferní proteiny.
• Mírné ošetření lze použít k izolaci periferních proteinů z plazmatické membrány, ale k izolaci integrálních proteinů mírné ošetření nestačí. K přerušení hydrofobních vazeb jsou zapotřebí detergenty. Integrální proteiny tak mohou být izolovány z plazmatické membrány.
• Po izolaci těchto dvou proteinů z plazmatické membrány mohou být periferní proteiny rozpuštěny v neutrálních vodných pufrech, zatímco integrální proteiny nemohou být rozpuštěny v neutrálních vodných pufrech nebo agregátech.
• Na rozdíl od periferních proteinů jsou integrální proteiny spojeny s lipidy, když jsou solubilizovány.
• Příklady periferních proteinů jsou spektrin erytrocytů, cytochrom C a ATP-áza mitochondrií a acetylcholinesteráza v elektroplaxových membránách. Příklady integrálních proteinů jsou membránově vázané enzymy, lékové a hormonální receptory, antigen a rodopsin.
• Integrální proteiny představují přibližně 70 %, zatímco periferní proteiny představují zbývající část proteinů plazmatické membrány.
