Integrētie proteīni vs perifērie proteīni
Olbaltumvielas tiek uzskatītas par makro molekulām, kas sastāv no vienas vai vairākām polipeptīdu ķēdēm. Polipeptīdu ķēdes veido aminoskābes, kas savienotas kopā ar peptīdu saitēm. Olbaltumvielu primāro struktūru var noteikt pēc aminoskābju secības. Daži gēni kodē daudzus proteīnus. Šie gēni nosaka aminoskābes secību, tādējādi nosakot to primāro struktūru. Integralie un perifērie proteīni to sastopamības dēļ tiek uzskatīti par “plazmas membrānas proteīniem”. Šie proteīni parasti ir atbildīgi par šūnas spēju mijiedarboties ar ārējo vidi.
Neatņemams proteīns
Integralie proteīni galvenokārt ir pilnībā vai daļēji iegremdēti plazmas membrānas divslāņainajos fosfolipīdos. Šīm olbaltumvielām ir gan polāri, gan nepolāri reģioni. Polārās galvas izvirzās no divslāņu virsmas, kamēr tajā ir iestrādāti nepolāri reģioni. Parasti tikai nepolāri reģioni mijiedarbojas ar plazmas membrānas hidrofobo kodolu, veidojot hidrofobas saites ar fosfolipīdu taukskābju astēm.
Neatņemamās olbaltumvielas, kas aptver visu membrānu no iekšējās virsmas līdz ārējai virsmai, sauc par transmembrānas olbaltumvielām. Transmembrānās olbaltumvielās abi no lipīdu slāņa izvirzītie gali ir polāri vai hidrofīli reģioni. Vidējie reģioni ir nepolāri, un uz to virsmas ir hidrofobiskas aminoskābes. Trīs veidu mijiedarbība palīdz iemontēt šos proteīnus divkāršā lipīdu slānī, proti, jonu mijiedarbība ar fosfolipīdu molekulu polārajām galvām, hidrofobā mijiedarbība ar fosfolipīdu molekulu hidrofobajām astēm un specifiska mijiedarbība ar noteiktiem lipīdu, glikolipīdu vai oligosaharīdu reģioniem.
Perifērijas olbaltumvielas
Perifērās olbaltumvielas (ārējās olbaltumvielas) atrodas divkāršā fosfolipīdu iekšējā un ārējā daļā. Šie proteīni ir brīvi saistīti ar plazmas membrānu vai nu tieši, mijiedarbojoties ar divslāņu fosfolipīdu polārajām galvām, vai netieši, mijiedarbojoties ar neatņemamiem proteīniem. Šīs olbaltumvielas veido apmēram 20-30% no kopējā membrānas proteīniem.
Lielākā daļa perifēro olbaltumvielu atrodas uz membrānas iekšējās vai citoplazmatiskās virsmas. Šīs olbaltumvielas paliek saistītas vai nu ar kovalentām saitēm ar tauku ķēdēm, vai caur oligosaharīdu ar fosfolipīdiem.
Kāda ir atšķirība starp integrālo un perifēro olbaltumvielu?
• Perifērās olbaltumvielas rodas uz plazmas membrānas virsmas, turpretī neatņemamās olbaltumvielas pilnībā vai daļēji iegremdējas plazmas membrānas lipīdu slānī.
• Perifērās olbaltumvielas ir brīvi saistītas ar lipīdu divslāni un mijiedarbojas ar hidrofobo kodolu starp diviem fosfolipīdu slāņiem. Turpretī neatņemamās olbaltumvielas ir cieši saistītas un tieši mijiedarbojas ar plazmas membrānas hidrofobo kodolu. Šo iemeslu dēļ neatņemama olbaltumvielu disociācija ir grūtāka nekā perifērās olbaltumvielas.
• Vieglas procedūras var izmantot, lai izolētu perifēros proteīnus no plazmas membrānas, bet, lai izolētu neatņemamus proteīnus, nepietiek ar vieglu ārstēšanu. Lai pārtrauktu hidrofobās saites, ir nepieciešami mazgāšanas līdzekļi. Tādējādi no plazmas membrānas var izolēt neatņemamus proteīnus.
• Pēc šo divu olbaltumvielu izolēšanas no plazmas membrānas perifēros proteīnus var izšķīdināt neitrālos ūdens buferos, bet neatņemamus proteīnus - neitrālos ūdens buferos vai agregātos.
• Atšķirībā no perifērām olbaltumvielām, neatšķaidītas olbaltumvielas ir saistītas ar lipīdu, kad tās ir izšķīdinātas.
• Perifēro olbaltumvielu piemēri ir eritrocītu spektrīns, citohroms C un mitohondriju ATP-ase un acetilholīnesterāze elektroplax membrānās. Neatņemamu olbaltumvielu piemēri ir ar membrānu saistīti fermenti, zāļu un hormonu receptori, antigēns un rodopsīns.
• Integrētie proteīni ir aptuveni 70%, bet perifērie proteīni - atlikušo plazmas membrānas olbaltumvielu daļu.
