Hva er et transmembranprotein?

Et transmembranprotein er et protein som spenner over hele cellemembranens lengde. Det er innebygd mellom fosfolipidene, og gir en kanal som molekyler og ioner kan passere inn i cellen. Transmembranproteiner letter også kommunikasjon mellom celler ved å samhandle med kjemiske budbringere. Mange biologiske prosesser, for eksempel metabolismen av glukose og produksjonen av fettsyrer, utløses etter at et bestemt transmembranprotein er aktivert.

Insulinreseptoren er et eksempel på et transmembranprotein som interagerer med en kjemisk messenger, nemlig insulin. Reseptoren fungerer som et mål på overflaten av cellen for insulinmolekylet. Etter at molekylet har koblet seg til reseptoren, frigjør reseptoren typisk kjemikalier som forårsaker bevegelse av en glukosetransportør til overflaten av cellen. Dette gjør at cellen kan absorbere store mengder glukose fra det ytre miljøet, noe som fører til glukosemetabolisme og til slutt energiproduksjon.

En annen jobb med transmembranproteinet er å transportere ioner, som natrium og kalium, over cellemembranen for å opprettholde det kjemiske miljøet. Noen celler kan ikke utføre spesifikke oppgaver hvis ionekanalene ikke fungerer som de skal. Et viktig eksempel på dette er nervecellenes spenningsgaterte ionekanaler. I hviletilstand er ionekanalen typisk lukket, og forhindrer at ioner krysser membranen. Så snart en stimulus blir oppdaget, for eksempel et kutt eller svie, sendes en nerveimpuls fra den ene enden av nervecellen til den andre enden. Dette kan bare skje hvis ionekanalene åpnes og lar ionene strømme gjennom cellemembranen.

For å organisere ordentlig, krever celler også transmembranproteiner for å undersøke omgivelsene som cellen ligger i. For eksempel organiserer muskelceller generelt rundt andre muskelceller, mens hudceller organiserer seg rundt andre hudceller. Integriner er en bred kategori av transmembranproteiner som utfører denne organiserende funksjonen. Integriner forankrer også celler til underlag, noe som letter cellevandring og sårheling. En celles vekst, deling og død er vanligvis avhengig av signalene mottatt av integriner.

Et transmembranprotein kan klassifiseres som alfa-spiralform eller betatønne, avhengig av hvordan proteinkjeden er organisert. Alfahellikalske proteiner består av en enkelt kjede mens beta-fatproteiner har flere proteinkjeder organisert side om side. Det alfa-spiralformede proteinet er vanligvis kveilet, og beta-fatproteinet er vridd til en lukket struktur som ligner en tønne.