Was ist ein integrales Membranprotein?

Ein integrales Membranprotein, auch bekannt als IMP, ist eines, das die gesamte biologische Membran einer Zelle überspannt. Diese Proteine ​​sind permanent an die Zellmembran gebunden, und ihre Funktion beruht typischerweise darauf, dass sie in der Membran vorhanden sind. Sowohl strukturell als auch funktionell sind sie integraler Bestandteil der Zellmembranen.

Jedes integrale Membranproteinmolekül hat eine komplizierte Beziehung zu der Membran, in der es sich befindet. Strukturell wird das IMP üblicherweise so platziert, dass Proteinstränge durch die Struktur der Zellmembran gewebt werden. Proteinabschnitte ragen durch die Zellwand innerhalb oder außerhalb der Zelle oder in beide Richtungen. Das Proteinmolekül kann nicht funktionieren, wenn es nicht in die Membran eingebettet ist.

Ein weiteres Merkmal des integralen Membranproteins ist, dass diese Proteine ​​nur mit einer sehr spezifischen chemischen Behandlung aus der Membran entfernt werden können. Dies liegt daran, dass hydrophobe Regionen des Proteins innerhalb der Phospholipiddoppelschicht der Zellmembran geschützt sind. Aus diesem Grund müssen Detergenzien, denaturierende Lösungsmittel und unpolare Lösungsmittel verwendet werden, um die Phospholipiddoppelschicht aufzubrechen und das integrale Membranprotein zu extrahieren.

Innerhalb der integralen Membranproteinklasse gibt es verschiedene Kategorien von Proteinen, von denen viele Rezeptoren und andere Arten von Zellsignalmolekülen sind. Sie werden nach ihrer Struktur in zwei Gruppen eingeteilt. Dies sind integrale Transmembranproteine ​​und integrale monotope Proteine.

Integrale Transmembranproteine ​​sind solche, die die gesamte Zellmembran überspannen. Diese Proteine ​​können die Membran einmal oder mehrere Male überspannen, indem sie die Phospholipiddoppelschicht durchweben, so dass mehrere Teile des Proteins durch die Zellwand ragen. Insgesamt ist dies die häufigste Art von IMP.

Beispiele für integrale Transmembranproteine ​​umfassen spannungsgesteuerte Ionenkanäle, wie diejenigen, die Kaliumionen in und aus Zellen transportieren. Bestimmte Arten von T-Zellrezeptoren, der Insulinrezeptor und viele andere Rezeptoren und Neurotransmitter sind alle integrale Transmembranproteine. Im Allgemeinen gehören Rezeptoren, Transmitter und Transporter in der Regel zu dieser Klasse von IMP, da Proteine, die die gesamte Membran überspannen, in der Lage sind, Zustände sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle gleichzeitig zu erfassen.

Integrale monotope Proteine ​​überspannen nicht die gesamte biologische Membran. Stattdessen werden sie nur von einer Seite an die Membran gebunden, wobei ein Ende des Proteins entweder innerhalb oder außerhalb der Zelle hervorsteht. Diese Klasse von Proteinen umfasst Enzyme wie Monoaminoxidase und Fettsäureamidhydrolase. Integrale monotope Proteine ​​sind nicht in der Lage, Zustände sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle zu erfassen, und sind weniger wahrscheinlich an der interzellulären Signalübertragung beteiligt.