Che cos'è una proteina di membrana integrale?
Una proteina di membrana integrale, nota anche come IMP, è una proteina che abbraccia l'intera membrana biologica di una cellula. Queste proteine sono attaccate permanentemente alla membrana cellulare e la loro funzione si basa in genere sulla presenza nella membrana. Sia strutturalmente che funzionalmente, sono parti integranti delle membrane delle cellule.
Ogni molecola proteica di membrana integrale ha una relazione complessa con la membrana all'interno della quale è situata. Strutturalmente, l'IMP viene solitamente posizionato in modo tale che i filamenti di proteine siano intrecciati attraverso la struttura della membrana cellulare. Sezioni di proteine sporgono attraverso la parete cellulare all'interno o all'esterno della cellula, o in entrambe le direzioni. La molecola proteica non può funzionare se non è incorporata nella membrana.
Un'altra caratteristica della proteina di membrana integrale è che queste proteine possono essere rimosse dalla membrana solo con un trattamento chimico molto specifico. Questo perché le regioni idrofobiche della proteina sono protette all'interno del doppio strato fosfolipidico della membrana cellulare. Per questo motivo, detergenti, solventi denaturazione e solventi non polari devono essere utilizzati per interrompere il doppio strato di fosfolipidi ed estrarre la proteina di membrana integrale.
All'interno della classe di proteine di membrana integrale ci sono diverse categorie di proteine, molte delle quali sono recettori e altri tipi di molecole di segnalazione cellulare. Sono classificati in due gruppi, in base alla loro struttura. Queste sono proteine transmembrane integrali e proteine monotopiche integrali.
Le proteine transmembrane integrali sono quelle che abbracciano l'intera membrana cellulare. Queste proteine possono estendersi una volta sulla membrana, o possono estenderla più volte, tessendo attraverso il doppio strato di fosfolipidi in modo tale che vi siano diversi pezzi di proteine che sporgono attraverso la parete cellulare. Nel complesso questo è il tipo più comune di IMP.
Esempi di proteine transmembrane integrali includono canali ionici dipendenti dalla tensione come quelli che trasportano ioni di potassio dentro e fuori le cellule. Alcuni tipi di recettori delle cellule T, il recettore dell'insulina e molti altri recettori e neurotrasmettitori, sono tutte proteine transmembrana integrali. In generale, recettori, trasmettitori e trasportatori tendono a appartenere a questa classe di IMP perché le proteine che attraversano l'intera membrana sono in genere in grado di rilevare simultaneamente condizioni sia all'interno che all'esterno della cellula.
Le proteine monotopiche integrali non coprono l'intera membrana biologica. Invece sono attaccati alla membrana da un solo lato, con un'estremità della proteina che sporge all'interno o all'esterno della cellula. Questa classe di proteine comprende enzimi come monoamino ossidasi e acido grasso ammide idrolasi. Le proteine monotopiche integrali non sono in grado di rilevare le condizioni sia all'interno che all'esterno della cellula e hanno meno probabilità di essere coinvolte nella segnalazione intercellulare.