Co je transmembránový protein?
Transmembránový protein je protein, který překlenuje celou délku buněčné membrány. Je vložen mezi fosfolipidy a poskytuje kanál, kterým mohou molekuly a ionty procházet do buňky. Transmembránové proteiny také usnadňují komunikaci mezi buňkami interakcí s chemickými posly. Po aktivaci konkrétního transmembránového proteinu se spustí mnoho biologických procesů, jako je metabolismus glukózy a produkce mastných kyselin.
Inzulinový receptor je příklad transmembránového proteinu, který interaguje s chemickým messengerem, jmenovitě inzulínem. Receptor působí jako cíl na povrchu buňky pro molekulu inzulínu. Po ukotvení molekuly receptorem receptor obvykle uvolňuje chemikálie, které způsobují pohyb glukózového transportéru na povrch buňky. To umožňuje buňce absorbovat velké množství glukózy z vnějšího prostředí, což vede k metabolismu glukózy a nakonec k produkci energie.
Dalším úkolem transmembránového proteinu je transport iontů, jako je sodík a draslík, přes buněčnou membránu, aby se udržovalo chemické prostředí. Některé buňky nemohou provádět specifické úkoly, pokud iontové kanály nefungují správně. Důležitým příkladem jsou napěťově řízené iontové kanály nervových buněk. V klidovém stavu je iontový kanál obvykle uzavřen, což brání iontům v průchodu membránou. Jakmile je detekován stimul, jako je řez nebo pálení, je nervový impulz odeslán z jednoho konce nervové buňky na druhý konec. K tomu může dojít, pouze pokud se iontové kanály otevřou a umožní iontům protékat buněčnou membránou.
Aby se správně uspořádala, buňky také vyžadují transmembránové proteiny, aby prozkoumaly prostředí, ve kterém buňka sídlí. Například svalové buňky se obvykle organizují kolem jiných svalových buněk, zatímco kožní buňky se organizují kolem jiných kožních buněk. Integriny jsou širokou kategorií transmembránových proteinů, které vykonávají tuto organizační funkci. Integriny také ukotvují buňky k substrátům, což usnadňuje migraci buněk a hojení ran. Růst, dělení a smrt buňky jsou obecně závislé na signálech přijímaných integriny.
Transmembránový protein lze klasifikovat jako alfa helikální nebo beta barel, v závislosti na uspořádání proteinového řetězce. Spirálové proteiny alfa sestávají z jednoho řetězce, zatímco proteiny beta barelu mají několik proteinových řetězců uspořádaných vedle sebe. Alfa helikální protein je obecně stočený a protein beta barelu je zkroucený do uzavřené struktury, která se podobá barelu.