Wat is een transmembraan-eiwit?

Een transmembraan-eiwit is een eiwit dat de volledige lengte van het celmembraan overspant. Het is ingebed tussen de fosfolipiden en biedt een kanaal waardoor moleculen en ionen de cel kunnen passeren. Transmembraan-eiwitten vergemakkelijken ook de communicatie tussen cellen door interactie met chemische boodschappers. Veel biologische processen, zoals het metabolisme van glucose en de productie van vetzuren, worden geactiveerd nadat een bepaald transmembraan-eiwit is geactiveerd.

De insulinereceptor is een voorbeeld van een transmembraan-eiwit dat een interactie aangaat met een chemische boodschapper, namelijk insuline. De receptor werkt als een doelwit op het oppervlak van de cel voor het insulinemolecuul. Nadat het molecuul met de receptor is gekoppeld, geeft de receptor gewoonlijk chemicaliën af die de beweging van een glucosetransporteur naar het oppervlak van de cel veroorzaken. Hierdoor kan de cel grote hoeveelheden glucose uit de externe omgeving opnemen, wat leidt tot glucosemetabolisme en uiteindelijk energieproductie.

Een andere taak van het transmembraan-eiwit is om ionen, zoals natrium en kalium, over het celmembraan te transporteren om de chemische omgeving te behouden. Sommige cellen kunnen geen specifieke taken uitvoeren als de ionenkanalen niet goed werken. Een belangrijk voorbeeld hiervan zijn de spanningsafhankelijke ionenkanalen van zenuwcellen. In de rusttoestand is het ionkanaal typisch gesloten, waardoor wordt voorkomen dat ionen het membraan kruisen. Zodra een stimulus wordt gedetecteerd, zoals een snee of verbranding, wordt een zenuwimpuls van het ene uiteinde van de zenuwcel naar het andere uiteinde gestuurd. Dit kan alleen gebeuren als de ionenkanalen opengaan en de ionen door het celmembraan stromen.

Om zich goed te organiseren, hebben cellen ook transmembraan-eiwitten nodig om de omgeving te onderzoeken waarin de cel zich bevindt. Spiercellen organiseren zich bijvoorbeeld meestal rond andere spiercellen, terwijl huidcellen zich organiseren rond andere huidcellen. Integrines zijn een brede categorie transmembraan-eiwitten die deze organiserende functie vervullen. Integrines verankeren ook cellen aan substraten, waardoor celmigratie en wondgenezing worden vergemakkelijkt. De groei, deling en dood van een cel zijn over het algemeen afhankelijk van de signalen die worden ontvangen door integrines.

Een transmembraan-eiwit kan worden geclassificeerd als alfa-helix of beta-vat, afhankelijk van hoe de eiwitketen is georganiseerd. Alpha helix-eiwitten bestaan ​​uit een enkele keten, terwijl de bèta-vat-eiwitten verschillende eiwitketens naast elkaar hebben. Het alfa-helixeiwit is in het algemeen opgerold en het bèta-vat-eiwit is in een gesloten structuur gedraaid die op een vat lijkt.