Was ist ein Membranprotein?

Membranproteine ​​sind Proteine, die in die Phospholipide eingebettet sind, die die Doppelschichtstruktur von Zellmembranen bilden. Das Membranprotein erfüllt bestimmte Aufgaben, die für das reibungslose Funktionieren der Zelle unerlässlich sind. Dazu gehören der Transport von Molekülen und Ionen in die Zelle und aus der Zelle, das Starten von Signalwegen und das Erkennen der Zelle für andere Zellen. Es gibt zwei Haupttypen von Membranproteinen: periphere und integrale.

Periphere Membranproteine ​​sind auf einer Seite der Zellmembran entweder auf der Außenfläche oder der Innenwand eingebettet. Integrale Membranproteine ​​sind in die Zellmembran eingebettet und ragen in die Zelle oder die äußere Umgebung hinein. Ein integrales Membranprotein, das die gesamte Zellmembran von der äußeren Oberfläche der Zelle zur inneren Oberfläche der Zelle überspannt, wird als Transmembranprotein bezeichnet.

Ein peripheres Membranprotein, das sich auf der äußeren Oberfläche der Zellmembran befindet, interagiert mit Molekülen, die von anderen Zellen freigesetzt werden. Durch einen Prozess, der als Zellsignalisierung bezeichnet wird, kann eine Zelle mit einer anderen Zelle kommunizieren, indem chemische Botenstoffe freigesetzt werden. Die Botenstoffe werden von äußeren peripheren Membranproteinen erkannt.

Die peripheren Membranproteine, die sich auf der inneren Oberfläche der Zellmembran befinden, bilden eine Grundlage für das Gerüst der Zelle. Dazu gehören die Zytoskelettproteine ​​Actin und Spectrin. Ein Enzym namens Proteinkinase C ist ein weiteres inneres peripheres Membranprotein. Es initiiert Signalwege innerhalb der Zelle.

Periphere Membranproteine ​​interagieren nicht mit der unpolaren Region der Zellmembran. Stattdessen werden sie durch Wechselwirkungen zwischen der polaren Region der Phospholipide und der polaren Region des Proteins an die Zellmembran gebunden. Viele periphere Membranproteine ​​binden auch an integrale Membranproteine.

Integrale Membranproteine ​​transportieren Moleküle aus der äußeren Umgebung in das Innere der Zelle. Einige können Moleküle frei transportieren, während andere Energie benötigen, um Moleküle zu transportieren. Integrale Membranproteine ​​dienen auch als Rezeptoren für bestimmte Moleküle und als Enzyme für bestimmte Stoffwechselwege.

Die Aminosäurekette eines integralen Membranproteins kann einmal die Zellmembran passieren oder mehrmals in die Zellmembran hinein- und aus dieser herausweben. Sie enthalten unpolare Seitenketten, die es ihnen ermöglichen, mit den Fettsäureketten der Phospholipide zu interagieren. Diese Wechselwirkung hält das integrale Membranprotein fest an der Zellmembran. Integrale Membranproteine ​​haben auch eine polare Region, die sich in die Zelle oder die äußere Umgebung erstreckt.