Proteine de membrană intrinsecă

E = Spațiul extracelular; P = Membrana plasmatică; I = Spațiu intracelular

O proteină de membrană intrinsecă (cunoscută și sub numele de proteină de membrană integrală - IMP) este un tip de proteină de membrană care este atașată permanent de membrana biologică . Toate proteinele transmembranare sunt proteine de membrană intrinsecă, dar nu toate proteinele de membrană intrinsecă sunt proteine transmembranare. ^[1] Proteinele de membrană intrinsecă cuprind o fracțiune semnificativă a proteinelor codificate în genomul unui organism. ^[2] Proteinele care traversează membrana sunt înconjurate de lipide „inelare” care formează un fel de coajă lipidică inelară. Lipidele inelare sunt acele molecule lipidice care sunt în contact direct cu o proteină membranară. Astfel de proteine pot fi separate de membranele biologice folosind doar detergenți , solvenți nepolari sau uneori agenți de denaturare .

Structura

Reprezentarea schematică a proteinelor transmembranare: 1. proteină transmembranară α-helix simplă (proteină bitopică); 2. proteină multiplu transmembranară α-helix (proteină politopică); 3. Proteină transmembranară β baril .
Membrana este reprezentată în maro deschis.

Structurile tridimensionale ale ~ 160 proteine de membrană intrinsecă diferite au fost determinate în rezoluția lor atomică prin metode de cristalografie cu raze X sau spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară . Studiul acestor proteine sa dovedit a fi de o complexitate deosebită, în principal datorită dificultăților asociate cu extracția și cristalizarea lor . Mai mult, structurile multor domenii de proteine solubile în apă ale proteinelor de membrană intrinsecă sunt disponibile în Protein Data Bank (PDB). Helicele lor care le ancorează de membrană au fost îndepărtate pentru a facilita extracția și cristalizarea. Prin urmare, este posibil să căutați o anumită proteină membranară integrală în PDB (care se bazează pe o clasificare a ontologiei genetice). Proteinele de membrană integrate pot fi împărțite în două grupe:

Proteine polipropine intrinseci (proteine transmembranare)
Proteine monotop intrinseci

Proteine polipeptice integrale (proteine transmembranare)

Cel mai comun tip de proteină membranară integrală este proteina transmembranară (TM), care acoperă întreaga membrană biologică. Proteinele cu membrană „cu trecere simplă” traversează membrana o singură dată, în timp ce proteinele cu membrană cu „trecere multiplă” se împletesc între ele și se încrucișează de mai multe ori. Proteinele transmembranare cu o singură trecere pot fi clasificate ca: tip I (poziționat astfel încât carboxil-capătul lor să fie orientat către citosol) sau tip II (poziționat cu capătul amino către citosol). Proteinele de tip III au mai multe domenii transmembranare într-o singură polipeptidă, în timp ce tipul IV constă din mai multe polipeptide asamblate împreună într-un canal de-a lungul membranei. Proteinele de tip V , pe de altă parte, sunt ancorate pe bistratul lipidic prin lipide legate covalent. În cele din urmă, proteinele de tip VI au atât un domeniu transmembranar, cât și ancore lipidice. ^[3]

Proteine întregi de monotop

Proteinele monotopice integrale sunt asociate cu membrana pe o parte, dar nu se extind complet prin bistratul lipidic.

Determinarea structurii proteinelor

Protein Structure Initiative (PSI), finanțată de Institutul Național American de Științe Medicale Generale (NIGMS), care face parte din Institutul Național de Sănătate (NIH), are printre obiectivele sale de a determina structurile proteice tridimensionale și de a dezvolta tehnici pentru utilizarea în biologia structurală, inclusiv pentru proteinele de membrană. Modelul de omologie poate fi utilizat pentru a construi un model de rezoluție atomică a proteinei „țintă” integrale din secvența sa de aminoacizi și o structură tridimensională experimentală a unei proteine omoloage înrudite. Această procedură a fost utilizată pe scară largă pentru liganzii receptorilor cuplați la proteina G (sau GPCR) și pentru complexele acestora. ^[4]

Funcţie

Proteinele de membrană intrinsecă includ transportori, proteine adaptoare, canale, receptori, enzime, domenii structurale de ancorare ale membranei, proteine implicate în stocarea și transducția energiei și proteine responsabile de aderența celulelor. Clasificarea transportatorilor poate fi găsită în clasificarea TC , cunoscută și sub denumirea de bază de date de clasificare a transportatorilor. ^[5] Un exemplu al relației dintre proteinele de membrană intrinsecă (în acest caz pigmentul bacterian absorbant de lumină, bacteriorodopsina ) și membrana formată din bistratul de fosfolipide este prezentat mai jos. În acest caz, proteina membranară integrală acoperă bistratul fosfolipidic de șapte ori. Partea proteinei care este încorporată în regiunile hidrofobe ale stratului bistrat este alfa elicoidală și compusă din aminoacizi predominant hidrofobi. Capătul amino terminal al proteinei se află în citosol în timp ce regiunea C-terminală se află în afara celulei. O membrană care conține această proteină specială poate funcționa în fotosinteză. ^[6]

Notă

^ Steven R. Goodman, Biologie celulară medicală , Academic Press, 2008, pp. 37–, ISBN = 978-0-12-370458-0. Adus la 30 aprilie 2018 .
^ Wallin E, von Heijne G,Analiza la nivel de genom a proteinelor integrale de membrană din organismele eubacteriene, arheice și eucariote , în Știința proteinelor , vol. 7, nr. 4, 1998, pp. 1029–38, DOI : 10.1002 / pro . 5560070420 , PMC 2143985 , PMID 9568909 .
^ David L. Nelson, Michael Cox, Principiile Biochimiei , ediția a VII-a, WH Freeman, 2017, ISBN 978-1-319-10824-3 .
^ Marquer C, Fruchart-Gaillard C, Letellier G, Marcon E, Mourier G, Zinn-Justin S, Ménez A, Servent D, Gilquin B,Model structural al complexului receptorului cuplat la proteina ligand-G (GPCR) bazat pe experiment dublu date despre ciclul mutanților: toxina șarpe MT7 legată de receptorul muscarinic dimeric hM1 , în J. Biol. Chem. , vol. 286, nr. 36, septembrie 2011, pp. 31661–75, DOI : 10.1074 / jbc.M111.261404 , PMC 3173127 , PMID 21685390 . Adus la 30 aprilie 2018 .
^ Saier MH, Yen MR, Noto K, Tamang DG, Elkan C,Baza de date de clasificare a transportatorilor: progrese recente , în Nucleic Acids Res. , Vol. 37, Ediția bazei de date, ianuarie 2009, pp. D274-8, DOI : 10.1093 / nar / gkn862 , PMC 2686586 , PMID 19022853 . Adus la 30 aprilie 2018 .
^ Proteine integrale de membrană , pe academic.brooklyn.cuny.edu . Adus la 30 aprilie 2015 (arhivat din original la 1 februarie 2015) .

Portalul de biologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie

[Goodman2008-1] Steven R. Goodman, Biologie celulară medicală , Academic Press, 2008, pp. 37–, ISBN = 978-0-12-370458-0. Adus la 30 aprilie 2018 .

[2] Wallin E, von Heijne G,Analiza la nivel de genom a proteinelor integrale de membrană din organismele eubacteriene, arheice și eucariote , în Știința proteinelor , vol. 7, nr. 4, 1998, pp. 1029–38, DOI : 10.1002 / pro . 5560070420 , PMC 2143985 , PMID 9568909 .

[3] David L. Nelson, Michael Cox, Principiile Biochimiei , ediția a VII-a, WH Freeman, 2017, ISBN 978-1-319-10824-3 .

[pmid21685390-4] Marquer C, Fruchart-Gaillard C, Letellier G, Marcon E, Mourier G, Zinn-Justin S, Ménez A, Servent D, Gilquin B,Model structural al complexului receptorului cuplat la proteina ligand-G (GPCR) bazat pe experiment dublu date despre ciclul mutanților: toxina șarpe MT7 legată de receptorul muscarinic dimeric hM1 , în J. Biol. Chem. , vol. 286, nr. 36, septembrie 2011, pp. 31661–75, DOI : 10.1074 / jbc.M111.261404 , PMC 3173127 , PMID 21685390 . Adus la 30 aprilie 2018 .

[pmid19022853-5] Saier MH, Yen MR, Noto K, Tamang DG, Elkan C,Baza de date de clasificare a transportatorilor: progrese recente , în Nucleic Acids Res. , Vol. 37, Ediția bazei de date, ianuarie 2009, pp. D274-8, DOI : 10.1093 / nar / gkn862 , PMC 2686586 , PMID 19022853 . Adus la 30 aprilie 2018 .

[6] Proteine integrale de membrană , pe academic.brooklyn.cuny.edu . Adus la 30 aprilie 2015 (arhivat din original la 1 februarie 2015) .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

Proteine ​​de membrană intrinsecă