Definizione integrale della proteina
Una proteina integrale, a volte indicata come proteina di membrana integrale, è qualsiasi proteina che ha una regione funzionale speciale allo scopo di assicurare la sua posizione all’interno della membrana cellulare. In altre parole, una proteina integrale si blocca nella membrana cellulare. Lo fa con regioni di aminoacidi specifici che sono attratti al centro della membrana plasmatica. Una tipica proteina integrale può essere vista nell’immagine qui sotto.,
La proteina integrale osservata qui attraversa la membrana plasmatica (P) diverse volte. Questo non è sempre il caso, alcune proteine integrali hanno solo una singola regione che si estende nello strato interno idrofobo della membrana plasmatica. Anche la regione della proteina vista in verde è idrofobica. L’influenza positiva di queste interazioni non polari e la forza negativa di cercare di spingere in una regione piena d’acqua mantengono le proteine integrali in posizione., Oltre a questa funzione di base causata dalla struttura simile di tutte le proteine integrali, una singola proteina integrale può prendere parte a molte reazioni diverse.
Una proteina integrale può essere paragonata a una proteina periferica. Una proteina periferica è spesso attaccata alla membrana plasmatica, ma solo alle teste delle molecole di fosfolipidi. La maggior parte può staccarsi facilmente, e non sono realmente legati all’interno della membrana. Una proteina integrale, a causa della chimica dell’ambiente circostante, non può mai lasciare la membrana plasmatica., A volte una proteina periferica e una proteina integrale funzioneranno insieme per completare un’attività.
Funzione proteica integrale
La funzione di base di almeno una parte di ogni proteina integrale è quella di attaccare la proteina a una membrana plasmatica. Questa membrana può essere la membrana plasmatica che circonda i mitocondri, o la membrana interna dei mitocondri. Sono presenti sulla parete cellulare più esterna, così come l’involucro nucleare, che circonda il nucleo e lega il DNA., Esiste una proteina integrale associata a ogni membrana plasmatica vivente e la maggior parte delle cellule ne include centinaia, se non migliaia.
La funzione ultima di ogni proteina integrale varia da organismo, organello, e anche dalla posizione lungo un pezzo microscopico di membrana plasmatica. Una proteina integrale può funzionare come messaggero, trasferendo un segnale tra lo spazio extracellulare e il citosol. Molte proteine integrali come questa sono utilizzate nella ricezione degli ormoni e nel trasferimento dei loro messaggi.,
Alcune proteine integrali di membrana fanno parte di grandi complessi di proteine, responsabili di una serie di reazioni che avvengono attraverso una membrana. L’ATP sintasi, ad esempio, è il complesso multi-proteico che produce ATP negli organismi viventi dalle piante all’uomo. Risiede sulla membrana mitocondriale interna. Qui, la catena di trasporto degli elettroni ha accumulato ioni su un lato della membrana, creando un gradiente. L’ATP sintasi utilizza la pressione di questo gradiente come una diga idroelettrica e utilizza l’energia fornita per produrre ATP.,
Una proteina integrale diversa non può estendersi attraverso la membrana plasmatica. Invece, queste proteine integrali possono avere bisogno di essere legate ad una membrana in modo che il loro prodotto sia facile da espellere. Alcune delle proteine responsabili della produzione di neurotrasmettitori operano in questo modo. Ciò consente al prodotto di essere accumulato dove è più necessario, proprio alle punte dei neuroni dove il segnale può essere rilasciato.,
Struttura proteica integrale
Mentre la struttura di una proteina integrale al di fuori della regione di legame della membrana plasmatica può variare ampiamente in base alla funzione, ci sono solo tre temi comuni di legame alla membrana plasmatica all’interno delle cellule viventi che attualmente conosciamo. I primi due coinvolgono la sequenza di aminoacidi che costituisce la proteina, e il terzo comporta una modifica alla proteina dopo che è stato creato che gli dà un ancoraggio a base lipidica all’interno della membrana plasmatica.,
L’alfa elica
L’alfa-elica è una forma prodotta da una certa catena di aminoacidi che appare esattamente come suggerisce il nome. Le interazioni tra gli amminoacidi uno accanto all’altro fanno una curva verso il basso e verso l’interno, creando una struttura simile a una scala a chiocciola. Alfa eliche tendono ad essere non polare, dando loro un netto vantaggio di rimanere legato all’interno della coda idrofobica-regione della membrana. Un’elica alfa transmembrana attraversa tutta la membrana. Una proteina integrale può avere solo una regione di alfa elica, come mostrato nell’estrema sinistra dell’immagine qui sotto.,
Molte altre proteine impiegano diverse eliche alfa, che coprono la membrana. Ciò consente la creazione di un canale proteico o di un foro nella membrana plasmatica che consente il passaggio di varie sostanze. Comune tra i batteri è la terza immagine, il barile beta.
Il Beta Barrel
Un beta sheet è una catena complessa di aminoacidi che forma un foglio appiattito e rigido. Come l’alfa elica, è una delle forme principali che una catena di aminoacidi può assumere., Quando molti fogli beta si estendono attraverso la membrana, creando un poro, la struttura è chiamata barile beta. Gli esterni dei fogli beta hanno residui idrofobici e la proteina integrale può essere bloccata nella membrana plasmatica. Come l’alfa elica transmembrana, il barile beta richiede la corretta sequenza di aminoacidi per la proteina integrale per mantenere il contatto con la membrana.
L’ancora lipidica
Un’ancora lipidica è un attaccamento non polare e idrofobo ad alcune proteine che gli consente di essere incorporato all’interno della membrana plasmatica., Invece di essere codificato nel codice genetico della proteina, la proteina stessa viene modificata attraverso un processo diverso. Attraverso una reazione biochimica, un acido grasso o altro lipido è legato covalentemente alla proteina stessa, di solito ad una estremità. Il lipido viene quindi utilizzato nella costituzione della membrana plasmatica, dove viene intrappolato dalla sua natura con gli altri lipidi delle regioni della coda dei fosfolipidi. Una proteina integrale con un’ancora lipidica non è l’immagine nell’immagine sopra.
Quiz
1. Quale delle seguenti è la caratteristica distintiva di una proteina integrale?
A., Porzione che si lega alla regione idrofobica della membrana plasmatica
B. Attaccandosi alla membrana plasmatica in qualsiasi modo
C. Condurre reazioni enzimatiche vicino alla membrana
2., Uno scienziato in laboratorio ha imparato a separare le proteine integrali dalla membrana plasmatica. Semplice mette le cellule in una soluzione contenente detersivo, come il sapone per i piatti, e le proteine vengono estratte dalla membrana. Cosa deve fare il detersivo alle proteine per estrarle intere?
A. Distruggere i legami dei loro amminoacidi
B. Sostituire i legami delle membrane plasmatiche con quelli delle molecole detergenti
C. Tagliare fisicamente la proteina integrale dalla membrana
3., Osservando solo il codice genetico, qual è un modo per distinguere una proteina integrale da una proteina che non si lega alla membrana?
A. Non c’è modo di dirlo semplicemente guardando la genetica
B. Guarda quanti A vs T ci sono nel codice
C. Cerca segni di alfa eliche e barili beta