Integrerede membranproteiner. A. Transmembran alfa-helixer, B. Beta-barrel, beta-tønde.Perifere membranproteiners interaktion med membranen. A+B. Forskellige typer af hydrofobe interaktioner, C. Forankring via fedtsyrekæde, D. Elektrostatisk interaktion.Aktiv transport af ioner.
Membranproteiner er proteiner der er lokaliseret og fungerer i eller på biologiske membraner. De udgør sammen med opløselige proteiner de mest almindelige former for proteiner og opfylder mange funktioner af betydning for cellens og organismens liv.
I de fleste genomer skønnes det at 20-30% af alle generne koder for membranproteiner.
Membranproteiners funktioner
Membranproteiner udfører en række funktioner, der er essentieller for den levende organisme, bl.a.:.
Transportproteiner transporterer molekyler og ioner på tværs af membranen ved diffusion eller aktiv transport, se f.eks. ionkanal og ionpumpe, se liste
Enzymer udfører biokemiske reaktioner i eller på membranen.
Celleadhæsionsproteiner formidler identifikationen og kontakten mellem celler, f.eks. i immunresponset.
Ankerproteiner fastholder cytoskelettet og den ekstracellulære matrix.
Junctionproteiner forbinder og sammenholder to celler.
Komplementsystemets membranangrebskompleks MAC danner porer i indtrængende patogener og uskadeliggør dem derved.
Membranproteiners strukturer
Den største gruppe integrale membranproteiner kaldes også transmembrane proteiner, da de har mindst et hydrofilt domæne på hver side af membranen forbundet med et hydrofobt domæne af en eller flere alfa-helixer i membranen. Det humane proteom indeholder 5462 integrale membranproteiner, jf. flg. tabel over transmembrane proteiner (TM refererer til antallet af alfa-helixer):
Som det ses af tabellen er de fleste integrale membranproteiner af klassen med 1TM, men mange ses også at være med 2TM og 7TM. Blandt 7TM proteinerne er der en stor gruppe receptorer, G-protein-koblede receptorer, populært kaldet cellernes dørvogtere.
Membranproteiner med en struktur, der benævnes beta-barrel (på dansk ”beta-tønde”) træffes kun hos bakterier og den ydre membran i mitochondrier og chloroplaster.
En mindre gruppe integrale membranproteiner er forankret i membranen, men er kun til stede på den ene side af membranen. Forankringen kan være til lipid-dobbeltlaget eller til et andet membranprotein og kan ske via en posttranslationel modifikation.
Mange proteiner der reagerer på den ydre eller indre side af membranen regnes som temporale eller perifere membranproteiner.
Eksempler på membranproteiner
Et usædvanligt 13TM protein er endosomproteinet NPC1, Niemann-Pick C1, som er essentielt for ebolavirus infektion.[9]
