Integrālie proteīni pret perifēriem proteīniem
Olb altumvielas tiek uzskatītas par makromolekulām, kas sastāv no vienas vai vairākām polipeptīdu ķēdēm. Polipeptīdu ķēdes sastāv no aminoskābēm, kas savienotas kopā ar peptīdu saitēm. Olb altumvielu primāro struktūru var noteikt pēc aminoskābju secības. Daži gēni kodē daudzus proteīnus. Šie gēni nosaka aminoskābju secību, tādējādi nosakot to primāro struktūru. Integrālās un perifērās olb altumvielas to rašanās dēļ tiek uzskatītas par “plazmas membrānas proteīniem”. Šīs olb altumvielas parasti ir atbildīgas par šūnas spēju mijiedarboties ar ārējo vidi.
Integrālais proteīns
Integrālie proteīni galvenokārt ir pilnībā vai daļēji iegremdēti plazmas membrānas fosfolipīdu divslānī. Šiem proteīniem ir gan polāri, gan nepolāri reģioni. Polārās galvas izvirzās no divslāņu virsmas, bet tajā ir iestrādāti nepolārie reģioni. Parasti tikai nepolārie apgabali mijiedarbojas ar plazmas membrānas hidrofobo kodolu, veidojot hidrofobas saites ar fosfolipīdu taukskābju astēm.
Neatņemamās olb altumvielas, kas aptver visu membrānu no iekšējās virsmas līdz ārējai virsmai, sauc par transmembrānas proteīniem. Transmembrānas proteīnos abi gali, kas izvirzīti no lipīdu slāņa, ir polāri vai hidrofili reģioni. Vidējie reģioni ir nepolāri, un uz to virsmas ir hidrofobās aminoskābes. Trīs mijiedarbības veidi palīdz iekļaut šos proteīnus lipīdu divslānī, proti, jonu mijiedarbība ar fosfolipīdu molekulu polārajām galviņām, hidrofobā mijiedarbība ar fosfolipīdu molekulu hidrofobajām astēm un specifiska mijiedarbība ar noteiktiem lipīdu, glikolipīdu vai oligosaharīdu reģioniem.
Perifērais proteīns
Perifērās olb altumvielas (ārējās olb altumvielas) atrodas fosfolipīdu divslāņa iekšienē un ārmalā. Šie proteīni ir brīvi saistīti ar plazmas membrānu vai nu tieši, mijiedarbojoties ar fosfolipīdu divslāņu polārajām galviņām, vai netieši, mijiedarbojoties ar integrētajiem proteīniem. Šīs olb altumvielas veido aptuveni 20-30 % no kopējā membrānas proteīna.
Lielākā daļa perifēro proteīnu atrodas uz membrānas visdziļākās virsmas jeb citoplazmas virsmas. Šīs olb altumvielas joprojām ir saistītas ar kovalentām saitēm ar tauku ķēdēm vai caur oligosaharīdu ar fosfolipīdiem.
Kāda ir atšķirība starp integrēto un perifēro proteīnu?
• Perifērās olb altumvielas atrodas uz plazmas membrānas virsmas, turpretim integrālie proteīni ir pilnībā vai daļēji iegremdēti plazmas membrānas lipīdu slānī.
• Perifērās olb altumvielas ir vāji saistītas ar lipīdu divslāni un nesadarbojas ar hidrofobu kodolu starp diviem fosfolipīdu slāņiem. Turpretim integrālie proteīni ir cieši saistīti un tieši mijiedarbojas ar plazmas membrānas hidrofobo kodolu. Šo iemeslu dēļ integrālā olb altumvielu disociācija ir grūtāka nekā perifēro proteīnu disociācija.
• Lai izolētu perifēros proteīnus no plazmas membrānas, var izmantot vieglu ārstēšanu, bet integrālo proteīnu izolēšanai ar vieglu ārstēšanu nepietiek. Lai pārtrauktu hidrofobās saites, ir nepieciešami mazgāšanas līdzekļi. Tādējādi integrālos proteīnus var izolēt no plazmas membrānas.
• Pēc šo divu proteīnu izolēšanas no plazmas membrānas perifērās olb altumvielas var izšķīdināt neitrālos ūdens buferšķīdumos, savukārt integrētos proteīnus nevar izšķīdināt neitrālos ūdens buferos vai agregātos.
• Atšķirībā no perifērajiem proteīniem integrālie proteīni ir saistīti ar lipīdiem, kad tie tiek izšķīdināti.
• Perifēro proteīnu piemēri ir eritrocītu spektrs, citohroma C un mitohondriju ATP-āze un acetilholīnesterāze elektroplaksu membrānās. Integrālo proteīnu piemēri ir ar membrānu saistīti enzīmi, zāļu un hormonu receptori, antigēns un rodopsīns.
• Integrālie proteīni veido aptuveni 70%, savukārt perifērās olb altumvielas veido atlikušo plazmas membrānas proteīnu daļu.
