막 단백질(膜蛋白質, 영어: membrane protein)은 생체막의 일부분이거나 생체막과 상호작용하는 단백질이다. 여기에는 막의 일부분이거나 막에 영구적으로 부착된 내재성 막 단백질과 일시적으로 인지질 이중층 혹은 다른 내재성 막 단백질에 부착되는 외재성 막 단백질이 포함된다. 내재성 막 단백질은 막을 가로지르는 막관통 단백질과 막의 한 쪽에만 부착된 내재성 단일체 단백질(integral monotopic protein)로 분류된다. 막 단백질은 용해성이 있는 구형 단백질, 섬유질 단백질, 무질서한 단백질과 마찬가지로 단백질의 일반적인 유형이다. 대부분의 게놈에서 모든 유전자의 20~30%가 막 단백질을 암호화한다고 추측된다.
다른 단백질과 비교하여, 막 단백질 구조의 결정은 자연환경과 분리된 단백질의 올바른 형태가 보존되는 실험조건을 설정하기 어렵기 때문에 많은 부분에서 문제로 남아있다.
세포 접착 분자는 세포가 서로를 확인하고 상호작용하도록 한다. 예를 들어, 면역 반응에 관련된 단백질이 포함된다.
내재성 막 단백질
막관통 단백질의 도식 표현: 1. 단일 막관통 단백질 α-helix (bitopic 막 단백질), 2. 복합체 막관통 α-helical 단백질, 3. 복합체 막관통 β-sheet 단백질 막 밝은 갈색으로 표시되었다.
내재성 막 단백질은 막에 영구적으로 부착되어 있다. 이러한 단백질은 세제, 비극성 물질 혹은 때때로 변성제를 사용하여 생물학적 막으로부터 분리될 수 있다. 아직 기능적으로 특성화되지 않은 이러한 유형의 단백질의 한 예가 SMIM23이다. 이들은 인지질 이중층과의 관계에 따라 분류될 수 있다.
막 관통 단백질이라고 알려진 내재성 복합체 단백질(integral polytopic proteins)은 적어도 한 번 막을 가로지르는 내재성 막 단백질이다.
이러한 단백질은 상이한 막 관통 구조를 가질 수 있다. 이러한 단백질은 두 가지 구조 중 하나를 가지고 있다.
모든 유형의 생물학적 막에 존재하는 helix bundle 단백질.
오직 그람 음성균의 외막과 미토콘드리아와 엽록체의 외막에서 발견되는 beta barrel 단백질.
내재성 단일체 단백질(integral monotopic proteins)은 오직 막의 한쪽 면에만 부착되고 전체를 가로지르지 않는 내재성 막 단백질이다.
외재성 막 단백질
단일체 막 단백질과 세포막 사이의 서로 다른 유형의 상호 작용의 도식적 표현: 1. 막 면에 평행 한 양친매성 α-helix 에 의한 상호 작용 (평면 내 막 나선형), 2. 소수성 루프에 의한 상호 작용, 3. 공유 결합 막 지질, 4. 막 지질 과의 정전기적 또는 이온 상호 작용(예 : 칼슘 이온을 통한).
외재성 막 단백질은 소수성 상호작용, 정전기적 결합과 다른 비공유 상호작용에 의해 인지질 이중층 혹은 내재성 막 단백질에 일시적으로 부착된다. 외재성 막 단백질은 높은 pH 또는 높은 염 농도를 갖는 용액과 같은 극성 시약을 처리한 후에 해리된다.
내재성 막 단백질과 외재성 막 단백질들은 지방산 또는 프레닐 사슬 또는 인지질 이중층에 고정화된 GPI(glycosylphosphatidylinositol)와 함께 번역 후 변형될 수 있다.
폴리펩타이드 독소들
폴리펩타이드 독소들과 colicins 또는 hemolysins와 같은 많은 항균 펩타이드와 세포자살과 관련된 특정 단백질들은 때때로 분리된 범주로 여겨진다. 이러한 단백질들은 수용성이지만 비가역적으로 인지질 이중층과 결합할 수 있고 가역적 혹은 비가역적으로 막과 결합된다.
게놈
게놈은 유전체의 전체적인 DNA 세트를 가리키는 용어입니다. 이는 특정 생물종이나 유기체의 유전정보를 전부 포함하는데, 이는 그 종 또는 유기체의 생물학적 특성 및 발현을 결정합니다. 게놈은 유전자뿐만 아니라 비유전적인 DNA 영역도 포함하며, 이는 유전자 조절 및 기타 생물학적 기능에 기여합니다. 게놈 연구는 생물학, 의학, 질병 연구 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.
