Co je integrální membránový protein?

Integrální membránový protein, také známý jako IMP, je protein, který pokrývá celou biologickou membránu buňky. Tyto proteiny jsou trvale připojeny k buněčné membráně a jejich funkce se obvykle spoléhá na přítomnost v membráně. Strukturálně i funkčně jsou nedílnou součástí buněčných membrán.

Každá molekula integrálního membránového proteinu má složitý vztah s membránou, ve které je umístěna. Strukturálně je IMP obvykle umístěn tak, že proteinové řetězce jsou tkané skrz strukturu buněčné membrány. Sekce proteinu vyčnívají buněčnou stěnou uvnitř nebo vně buňky nebo v obou směrech. Molekula proteinu nemůže fungovat, pokud není zabudována do membrány.

Dalším rysem integrálního membránového proteinu je to, že tyto proteiny mohou být odstraněny z membrány pouze při velmi specifickém chemickém ošetření. Je to proto, že hydrofobní oblasti proteinu jsou chráněny uvnitř fosfolipidové dvojvrstvy buněčné membrány. Z tohoto důvodu musí být k rozrušení fosfolipidové dvojvrstvy a extrakci integrálního membránového proteinu použity detergenty, denaturační rozpouštědla a nepolární rozpouštědla.

V integrální membránové proteinové třídě je několik různých kategorií proteinu, z nichž mnohé jsou receptory a další typy buněčných signalizačních molekul. Podle jejich struktury jsou rozděleny do dvou skupin. Jsou to integrální transmembránové proteiny a integrální monotopické proteiny.

Integrální transmembránové proteiny jsou proteiny, které pokrývají celou buněčnou membránu. Tyto proteiny mohou překlenout membránu jednou nebo ji mohou několikrát překlenout fosfolipidovou dvojvrstvou tak, že přes buněčnou stěnu vyčnívá několik kousků proteinu. Celkově se jedná o nejčastější typ IMP.

Příklady integrálních transmembránových proteinů zahrnují napěťově řízené iontové kanály, jako jsou kanály, které transportují ionty draslíku dovnitř a ven z buněk. Některé typy receptorů T buněk, inzulínový receptor a mnoho dalších receptorů a neurotransmiterů jsou všechny integrální transmembránové proteiny. Obecně platí, že receptory, vysílače a transportéry patří do této třídy IMP, protože proteiny, které pokrývají celou membránu, jsou obvykle schopné snímat podmínky uvnitř i vně buňky současně.

Integrální monotopické proteiny se netýkají celé biologické membrány. Místo toho jsou připojeny k membráně pouze z jedné strany, přičemž jeden konec proteinu vyčnívá buď uvnitř nebo vně buňky. Tato třída proteinů zahrnuje enzymy, jako je monoamin oxidáza a amid hydroláza mastných kyselin. Integrální monotopické proteiny nejsou schopné snímat podmínky uvnitř i vně buňky a je méně pravděpodobné, že se budou účastnit mezibuněčné signalizace.