Rozdíl mezi integrálními proteiny a periferními proteiny

Integrální proteiny vs periferní proteiny

Proteiny jsou považovány za makro molekuly, které se skládají z jednoho nebo více polypeptidových řetězců. Polypeptidové řetězce jsou tvořeny aminokyselinami spojenými peptidovými vazbami. Primární struktura proteinu může být určena aminokyselinovou sekvencí. Některé geny kódují mnoho proteinů. Tyto geny určují sekvenci aminokyselin, a tak určují jejich primární strukturu. Integrální a periferní proteiny jsou vzhledem k jejich výskytu považovány za „proteiny plazmatické membrány“. Tyto proteiny jsou obecně zodpovědné za schopnost buňky interagovat s vnějším prostředím.

Integrální protein

Integrální proteiny se nacházejí hlavně zcela nebo částečně ponořené do fosfolipidové dvojvrstvy plazmatické membrány. Tyto proteiny mají polární i nepolární oblasti. Polární hlavy vyčnívají z povrchu dvojvrstvy, zatímco nepolární oblasti jsou do ní zapuštěny. Obvykle pouze nepolární oblasti interagují s hydrofobním jádrem plazmatické membrány vytvářením hydrofobních vazeb s zbytky mastných kyselin fosfolipidů.

Integrální proteiny, které pokrývají celou membránu od vnitřního povrchu k vnějšímu povrchu, se nazývají transmembránové proteiny. U transmembránových proteinů jsou oba konce, které vyčnívají z lipidové vrstvy, polární nebo hydrofilní oblasti. Střední oblasti jsou nepolární a mají na svém povrchu hydrofobní aminokyseliny. Tři typy interakcí pomáhají vložit tyto proteiny do lipidové dvojvrstvy, a to iontové interakce s polárními hlavami fosfolipidových molekul, hydrofobní interakce s hydrofobními zbytky fosfolipidových molekul a specifické interakce s určitými oblastmi lipidů, glykolipidů nebo oligosacharidů.

Periferní protein

Periferní proteiny (vnější proteiny) jsou přítomny na nejvnitřnější a nejvzdálenější dvojvrstvu fosfolipidů. Tyto proteiny jsou volně vázány na plazmatickou membránu buď přímo interakcemi s polárními hlavami dvojvrstvy fosfolipidů, nebo nepřímo interakcemi s integrálními proteiny. Tyto proteiny tvoří asi 20-30% celkových membránových proteinů.

Většina periferních proteinů se nachází na nejvnitřnějším povrchu nebo cytoplazmatickém povrchu membrány. Tyto proteiny zůstávají vázány buď kovalentními vazbami s mastnými řetězci nebo oligosacharidem na fosfolipidy.

Jaký je rozdíl mezi integrálním a periferním proteinem?

• Periferní proteiny se vyskytují na povrchu plazmatické membrány, zatímco integrální proteiny se vyskytují buď zcela nebo částečně ponořené v lipidové vrstvě plazmatické membrány.

• Periferní proteiny jsou volně vázány na lipidovou dvojvrstvu a neinteragují s hydrofobním jádrem mezi dvěma vrstvami fosfolipidů. Naopak integrální proteiny jsou pevně vázány a přímo interagují s hydrofobním jádrem plazmatické membrány. Z těchto důvodů je integrální disociace proteinu obtížnější než periferní proteiny.

• Mírné ošetření lze použít k izolaci periferních proteinů z plazmatické membrány, ale pro izolaci integrálních proteinů nestačí mírné ošetření. Pro přerušení hydrofobních vazeb jsou nutné detergenty. Integrální proteiny tak mohou být izolovány z plazmatické membrány.

• Po izolaci těchto dvou proteinů z plazmatické membrány mohou být periferní proteiny rozpuštěny v neutrálních vodných pufrech, zatímco integrální proteiny nemohou být rozpuštěny v neutrálních vodných pufrech nebo agregátech.

• Na rozdíl od periferních proteinů jsou integrální proteiny spojeny s lipidy, pokud jsou solubilizovány.

• Příkladem periferních proteinů je spektrin erytrocytů, cytochrom C a ATP-ase mitochondrie a acetylcholinesterázy v elektroplastických membránách. Příklady integrálních proteinů jsou membránově vázané enzymy, léky a receptory hormonů, antigen a rodopsin.

• Integrální proteiny představují asi 70%, zatímco periferní proteiny představují zbývající část plazmatických membránových proteinů.