Co to jest białko transmembranowe?

Białko transbłonowe jest białkiem obejmującym całą długość błony komórkowej. Jest osadzony między fosfolipidami, zapewniając kanał, przez który cząsteczki i jony mogą przenikać do komórki. Białka transbłonowe ułatwiają również komunikację między komórkami poprzez interakcje z przekaźnikami chemicznymi. Wiele procesów biologicznych, takich jak metabolizm glukozy i wytwarzanie kwasów tłuszczowych, jest uruchamianych po aktywacji określonego białka przezbłonowego.

Receptor insuliny jest przykładem białka transbłonowego, które oddziałuje z przekaźnikiem chemicznym, a mianowicie insuliną. Receptor działa jako cel na powierzchni komórki cząsteczki insuliny. Po tym, jak cząsteczka dokuje z receptorem, receptor zazwyczaj uwalnia substancje chemiczne, które powodują ruch transportera glukozy na powierzchnię komórki. Pozwala to komórce wchłonąć duże ilości glukozy ze środowiska zewnętrznego, co prowadzi do metabolizmu glukozy i ostatecznie produkcji energii.

Innym zadaniem białka transbłonowego jest przenoszenie jonów, takich jak sód i potas, przez błonę komórkową w celu utrzymania środowiska chemicznego. Niektóre komórki nie mogą wykonywać określonych zadań, jeśli kanały jonowe nie działają prawidłowo. Ważnym tego przykładem są bramkowane napięciem kanały jonowe komórek nerwowych. W stanie spoczynku kanał jonowy jest zazwyczaj zamknięty, co zapobiega przedostawaniu się jonów przez błonę. Gdy tylko zostanie wykryty bodziec, taki jak cięcie lub oparzenie, impuls nerwowy jest wysyłany z jednego końca komórki nerwowej na drugi koniec. Może się to zdarzyć tylko wtedy, gdy kanały jonowe się otworzą i umożliwią przepływ jonów przez błonę komórkową.

W celu prawidłowej organizacji komórki wymagają również białek transbłonowych do zbadania środowiska, w którym znajduje się komórka. Na przykład komórki mięśniowe ogólnie organizują się wokół innych komórek mięśniowych, podczas gdy komórki skóry organizują się wokół innych komórek skóry. Integryny są szeroką kategorią białek transbłonowych, które spełniają tę funkcję organizacyjną. Integryny zakotwiczają także komórki do substratów, ułatwiając migrację komórek i gojenie się ran. Wzrost, podział i śmierć komórki są ogólnie zależne od sygnałów odbieranych przez integryny.

Białko transbłonowe można sklasyfikować jako baryłkę alfa helikalną lub beta, w zależności od organizacji łańcucha białkowego. Alfa helikalne białka składają się z jednego łańcucha, podczas gdy białka baryłki beta mają kilka łańcuchów białek zorganizowanych obok siebie. Alfa helikalne białko jest na ogół zwinięte, a białko baryłki beta jest skręcone w zamkniętą strukturę przypominającą baryłkę.