Интегральный мембранный белок - Integral membrane protein

Интегральный белок мембраны ( ИМП ) представляет собой тип мембранного белка , который постоянно прикреплен к биологической мембране . Все трансмембранные белки являются IMP, но не все IMP являются трансмембранными белками. IMP составляют значительную часть белков, кодируемых в геноме организма . Белки, которые пересекают мембрану, окружены кольцевыми липидами , которые определяются как липиды, которые находятся в прямом контакте с мембранным белком. Такие белки можно отделить от мембран только с помощью детергентов , неполярных растворителей или иногда денатурирующих агентов.

Состав

Трехмерные структуры ~ 160 различных интегральных мембранных белков были определены с атомным разрешением с помощью рентгеновской кристаллографии или спектроскопии ядерного магнитного резонанса . Это сложные предметы для изучения из-за трудностей, связанных с экстракцией и кристаллизацией . Кроме того, структуры многих воды - растворимые белковые домены ИПУ доступны в Protein Data Bank . Их фиксирующие мембраны α-спирали были удалены для облегчения экстракции и кристаллизации . Поиск интегральных мембранных белков в PDB (на основе классификации генной онтологии )

IMP можно разделить на две группы:

  1. Интегральные политопные белки (трансмембранные белки)
  2. Интегральные монотопные белки

Интегральный политопный белок

Наиболее распространенным типом IMP является трансмембранный белок (TM), который охватывает всю биологическую мембрану . Однопроходные мембранные белки пересекают мембрану только один раз, в то время как многопроходные мембранные белки вплетаются и выходят, пересекаясь несколько раз. Однопроходные ТМ белки можно отнести к типу I, который расположен таким образом, что их карбоксильный конец обращен к цитозолю , или к типу II, который имеет свой аминоконце в направлении цитозоля. Белки типа III имеют несколько трансмембранных доменов в одном полипептиде, в то время как тип IV состоит из нескольких различных полипептидов, собранных вместе в канале через мембрану. Белки типа V закреплены на липидном бислое через ковалентно связанные липиды. Наконец, белки типа VI имеют как трансмембранные домены, так и липидные якоря.

Трансмембранные белки групп I и II имеют противоположную ориентацию. Белки группы I имеют N-конец на дальней стороне и C-конец на цитозольной стороне. Белки группы II имеют С-конец на дальней стороне и N-конец в цитозоле.

Интегральные монотопные белки

Интегральные монотопные белки связаны с мембраной с одной стороны, но не полностью покрывают липидный бислой.

Определение структуры белка

Protein Structure Initiative (PSI), финансируемый США Национального института общих медицинских наук (NIGMS), часть Национального института здоровья (NIH), имеет среди своих целью определения трехмерных белковых структур и разработать методы для использования в структурной биологии , в том числе для мембранных белков. Гомологическое моделирование можно использовать для построения модели с атомным разрешением «целевого» интегрального белка из его аминокислотной последовательности и экспериментальной трехмерной структуры родственного гомологичного белка. Эта процедура была широко используется для лиганда - G-белком рецепторов (GPCR) и их комплексов.

Функция

ИПА включает транспортеры , линкеры, каналы , рецепторы , ферменты , структурные мембранные-анкеровку домены, белка , участвующие в накоплении и трансдукции в энергии , а также белки , ответственные за адгезию клеток . Классификацию транспортеров можно найти в базе данных классификации транспортеров .

В качестве примера взаимосвязи между ИМФ (в данном случае бактериальным фотозахватывающим пигментом, бактериородопсином) и мембраной, образованной бислоем фосфолипидов, проиллюстрирован ниже. В этом случае интегральный мембранный белок охватывает фосфолипидный бислой семь раз. Часть белка, которая встроена в гидрофобные области бислоя, является альфа-спиральной и состоит преимущественно из гидрофобных аминокислот. С-конец белка находится в цитозоле, тогда как N-концевой участок находится вне клетки. Мембрана, содержащая этот конкретный белок, способна функционировать при фотосинтезе.

Примеры

Примеры интегральных мембранных белков:

Смотрите также

использованная литература