Integraal-proteiinit vs perifeeriset proteiinit
Proteiineja pidetään makromolekyyleinä, jotka koostuvat yhdestä tai useammasta polypeptidiketjusta. Polypeptidiketjut koostuvat aminohapoista, jotka on sidottu toisiinsa peptidisidoksilla. Proteiinin primäärirakenne voidaan määrittää aminohapposekvenssin perusteella. Tietyt geenit koodaavat monia proteiineja. Nämä geenit määrittävät aminohapposekvenssin ja määrittävät siten niiden primäärirakenteen. Integraalisia ja perifeerisiä proteiineja pidetään "plasmakalvoproteiineina" niiden esiintymisen vuoksi. Nämä proteiinit ovat yleensä vastuussa solun kyvystä olla vuorovaikutuksessa ulkoisen ympäristön kanssa.
Integraal Protein
Kiinteät proteiinit löytyvät pääasiassa joko kokonaan tai osittain upotettuina plasmakalvon fosfolipidikaksoiskerrokseen. Näissä proteiineissa on sekä polaarisia että ei-polaarisia alueita. Napapäät työntyvät esiin kaksoiskerroksen pinnasta, kun taas ei-polaarisia alueita on upotettu siihen. Yleensä vain ei-polaariset alueet ovat vuorovaikutuksessa plasmakalvon hydrofobisen ytimen kanssa muodostamalla hydrofobisia sidoksia fosfolipidien rasvahappopyrstöjen kanssa.
Integraaliproteiineja, jotka kattavat koko kalvon sisäpinnasta ulkopinnalle, kutsutaan transmembraanisiksi proteiineiksi. Transmembraanisissa proteiineissa lipidikerroksesta ulos työntyvät molemmat päät ovat polaarisia tai hydrofiilisiä alueita. Keskialueet ovat ei-polaarisia ja niiden pinnalla on hydrofobisia aminohappoja. Kolmen tyyppiset vuorovaikutukset auttavat upottamaan nämä proteiinit lipidikaksoiskerrokseen, nimittäin ioniset vuorovaikutukset fosfolipidimolekyylien polaaristen päiden kanssa, hydrofobiset vuorovaikutukset fosfolipidimolekyylien hydrofobisten päiden kanssa ja spesifiset vuorovaikutukset tiettyjen lipidien, glykolipidien tai oligosakkaridien alueiden kanssa.
Perifeerinen proteiini
Perifeeriset proteiinit (ulkoiset proteiinit) ovat fosfolipidien sisimmässä ja uloimmassa kaksoiskerroksessa. Nämä proteiinit sitoutuvat löyhästi plasmakalvoon joko suoraan vuorovaikutuksella fosfolipidikaksoiskerroksen polaaristen päiden kanssa tai epäsuorasti vuorovaikutusten kautta integroitujen proteiinien kanssa. Nämä proteiinit muodostavat noin 20-30 % kaikista kalvoproteiineista.
Suurin osa perifeerisistä proteiineista löytyy kalvon sisimmästä pinnasta tai sytoplasmisesta pinnasta. Nämä proteiinit pysyvät sitoutuneena joko kovalenttisten sidosten kautta rasvaketjujen kanssa tai oligosakkaridin kautta fosfolipideihin.
Mitä eroa on integraalisella ja perifeerisellä proteiinilla?
• Perifeeriset proteiinit esiintyvät plasmakalvon pinnalla, kun taas integraalit proteiinit ovat joko kokonaan tai osittain upotettuina plasmakalvon lipidikerrokseen.
• Perifeeriset proteiinit sitoutuvat löyhästi lipidikaksoiskerrokseen eivätkä ole vuorovaikutuksessa kahden fosfolipidikerroksen välisen hydrofobisen ytimen kanssa. Sitä vastoin kiinteät proteiinit ovat tiukasti sitoutuneita ja ovat suoraan vuorovaikutuksessa plasmamembraanin hydrofobisen ytimen kanssa. Näistä syistä johtuen integraalinen proteiinien dissosiaatio on vaikeampaa kuin perifeeriset proteiinit.
• Mietoja hoitoja voidaan käyttää perifeeristen proteiinien eristämiseen plasmamembraanista, mutta integraalisten proteiinien eristämiseen miedot hoidot eivät riitä. Hydrofobisten sidosten katkaisemiseksi tarvitaan pesuaineita. Siten integraaliset proteiinit voidaan eristää plasmamembraanista.
• Kun nämä kaksi proteiinia on eristetty plasmamembraanista, perifeeriset proteiinit voidaan liuottaa neutraaleihin vesipitoisiin puskureihin, kun taas integraalisia proteiineja ei voida liuottaa neutraaleihin vesipitoisiin puskureihin tai aggregaatteihin.
• Toisin kuin perifeeriset proteiinit, kiinteät proteiinit liittyvät lipidiin liukeneessaan.
• Esimerkkejä perifeerisistä proteiineista ovat erytrosyyttien spektri, mitokondrioiden sytokromi C ja ATP-aasi sekä asetyylikoliiniesteraasi elektroplaksikalvoissa. Esimerkkejä integraalisista proteiineista ovat kalvoon sitoutuneet entsyymit, lääke- ja hormonireseptorit, antigeeni ja rodopsiini.
• Integraalit proteiinit edustavat noin 70 %, kun taas perifeeriset proteiinit edustavat loput plasmamembraanin proteiineista.
