definicja białka integralnego
białko integralne, czasami określane jako białko integralne, to każde białko, które ma specjalny region funkcjonalny w celu zabezpieczenia jego pozycji w błonie komórkowej. Innymi słowy, integralne białko blokuje się w błonie komórkowej. Robi to z regionami specyficznych aminokwasów, które są przyciągane do środka błony osocza. Typowe białko integralne można zobaczyć na poniższym obrazku.,
integralne białko widziane tutaj przecina błonę osocza (P) kilka razy. Nie zawsze tak jest, niektóre integralne białka mają tylko jeden region, który rozciąga się do hydrofobowej wewnętrznej warstwy błony plazmatycznej. Region białka widziany na Zielono jest również hydrofobowy. Pozytywny wpływ tych niepolarnych oddziaływań i negatywna Siła próby wepchnięcia do regionu wypełnionego wodą utrzymują integralne białka na miejscu., Oprócz tej podstawowej funkcji spowodowanej podobną strukturą wszystkich białek integralnych, pojedyncze białko integralne może brać udział w wielu różnych reakcjach.
białko integralne można porównać do białka obwodowego. Białko obwodowe jest często przyłączane do błony plazmatycznej, ale tylko do głowic cząsteczek fosfolipidów. Większość może łatwo się odłączyć i nie są naprawdę związane w membranie. Integralne białko, ze względu na chemię środowiska wokół niego, nigdy nie może opuścić błony plazmowej., Czasami białko obwodowe i białko integralne będą działać w połączeniu, aby wykonać zadanie.
funkcja białka integralnego
podstawową funkcją co najmniej jednej części każdego białka integralnego jest przyłączenie białka do błony plazmatycznej. Błona ta może być błona plazmowa otaczająca mitochondria lub wewnętrzna błona mitochondriów. Są one obecne na zewnętrznej ścianie komórkowej, jak również otoczce jądrowej, które otaczają jądro i wiąże DNA., Istnieje integralne białko związane z każdą żywą błoną osocza, a większość komórek obejmuje setki, jeśli nie tysiące z nich.
ostateczna funkcja każdego integralnego białka różni się w zależności od organizmu, organelle, a nawet lokalizacji wzdłuż mikroskopijnego fragmentu błony plazmatycznej. Jedno białko integralne może funkcjonować jako przekaźnik, przenosząc sygnał między przestrzenią pozakomórkową a cytozolem. Wiele integralnych białek, takich jak ten, jest używanych w odbiorze hormonów i przenoszeniu ich wiadomości.,
niektóre integralne białka błonowe są częścią dużych kompleksów białek, odpowiedzialnych za szereg reakcji zachodzących w błonie. Syntaza ATP, na przykład, jest kompleksem wielobiałkowym, który wytwarza ATP w organizmach żywych od roślin do ludzi. Znajduje się na wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Tutaj łańcuch transportu elektronów gromadzi jony po jednej stronie membrany, tworząc gradient. Syntaza ATP wykorzystuje ciśnienie tego gradientu jak Zapora hydroelektryczna i wykorzystuje dostarczoną energię do produkcji ATP.,
inne białko integralne może nie rozprzestrzeniać się przez błonę osocza. Zamiast tego, te integralne białka mogą wymagać wiązania się z błoną, aby ich produkt był łatwy do wydalenia. Niektóre białka odpowiedzialne za produkcję neuroprzekaźników działają w ten sposób. Dzięki temu produkt może być gromadzony tam, gdzie jest najbardziej potrzebny, na samych końcach neuronów, gdzie sygnał może zostać uwolniony.,
integralna struktura białka
podczas gdy struktura integralnego białka poza regionem wiązania błon osocza może się znacznie różnić w zależności od funkcji, istnieją tylko trzy wspólne tematy wiązania z błoną osocza w żywych komórkach, które obecnie znamy. Pierwsze dwa obejmują sekwencję aminokwasów, które tworzą białko, a trzeci obejmuje modyfikację białka po jego utworzeniu, co daje mu kotwicę na bazie lipidów w błonie osocza.,
Helisa Alfa
helisa alfa jest kształtem wytwarzanym przez pewien łańcuch aminokwasów, który wygląda dokładnie tak, jak sama nazwa wskazuje. Interakcje między aminokwasami obok siebie powodują wygięcie w dół i do wewnątrz, tworząc strukturę podobną do spiralnych schodów. Helisy Alfa wydają się być niepolarne, co daje im wyraźną przewagę w pozostawaniu związanym w hydrofobowym regionie ogona membrany. Transmembrana alpha helix rozciąga się przez całą membranę. Białko integralne może mieć tylko jeden region helisy Alfa, jak pokazano na lewej stronie poniższego obrazu.,
wiele innych białek wykorzystuje kilka Helis alfa, które obejmują błonę. Pozwala to na stworzenie kanału białkowego lub dziury w błonie plazmowej, która umożliwia przejście różnych substancji. Powszechne wśród bakterii jest trzeci obraz, beczka beta.
beczka Beta
arkusz beta jest złożonym łańcuchem aminokwasów, który tworzy spłaszczony, sztywny arkusz. Podobnie jak helisa alfa, jest jedną z zasad, które może przyjąć łańcuch aminokwasów., Gdy wiele arkuszy beta rozciąga się przez membranę, tworząc pory, struktura nazywa się beczką beta. Zewnętrzne strony arkuszy beta mają pozostałości hydrofobowe, a integralne białko może być zablokowane w błonie osocza. Podobnie jak transmembrane Alfa helix, beczka beta wymaga prawidłowej sekwencji aminokwasów dla białka integralnego, aby utrzymać kontakt z błoną.
Kotwica lipidowa
Kotwica lipidowa jest niepolarnym, hydrofobowym przyłączeniem do niektórych białek, co pozwala na osadzenie jej w błonie osocza., Zamiast być kodowane w kodzie genetycznym białka, samo białko jest modyfikowane w innym procesie. W wyniku reakcji biochemicznej kwas tłuszczowy lub inny lipid jest kowalencyjnie związany z samym białkiem, zwykle na jednym końcu. Lipid jest następnie wykorzystywany w tworzeniu błony plazmatycznej, gdzie zostaje uwięziony przez swoją naturę z innymi lipidami tylnych regionów fosfolipidów. Integralne białko z kotwicą lipidową nie jest obrazem na powyższym obrazie.
Quiz
1. Która z poniższych cech jest cechą definiującą białko integralne?
A., Część, która wiąże się z hydrofobowym regionem błony plazmowej
B. przyłączanie się do błony plazmowej w jakikolwiek sposób
C. prowadzenie reakcji enzymatycznych w pobliżu błony
2., Naukowiec w laboratorium nauczył się, jak oddzielić integralne białka od błony plazmowej. On proste umieszcza komórki w roztworze zawierającym detergent, jak mydło do naczyń, a białka są ekstrahowane z błony. Co detergent musi zrobić z białkami, aby wydobyć je w całości?
A. niszczenie wiązań aminokwasów
B. zastąpienie wiązań błon plazmatycznych wiązaniami cząsteczek detergentu
C. fizyczne odcięcie białka integralnego z błony
3., Patrząc tylko na kod genetyczny, jaki jest jeden sposób na odróżnienie białka integralnego od białka, które nie wiąże się z błoną?
A. nie da się powiedzieć po prostu patrząc na genetykę
B. spójrz, ile jest A vs T w kodzie
C. poszukaj znaków helisy alfa i beczki beta