Białka integralne a białka obwodowe
Białka są uważane za makrocząsteczki, które składają się z jednego lub więcej łańcuchów polipeptydowych. Łańcuchy polipeptydowe składają się z aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi. Pierwszorzędową strukturę białka można określić na podstawie sekwencji aminokwasów. Niektóre geny kodują wiele białek. Geny te określają sekwencję aminokwasów, określając w ten sposób ich pierwotną strukturę. Białka integralne i obwodowe są uważane za „białka błony komórkowej” ze względu na ich występowanie. Te białka są generalnie odpowiedzialne za zdolność komórki do interakcji ze środowiskiem zewnętrznym.
Białko integralne
Białka integralne występują głównie w pełni lub częściowo zanurzone w dwuwarstwie fosfolipidów błony komórkowej. Białka te mają na sobie zarówno regiony polarne, jak i niepolarne. Z powierzchni dwuwarstwy wystają polarne głowy, w których osadzone są niepolarne obszary. Zwykle tylko regiony niepolarne oddziałują z hydrofobowym rdzeniem błony plazmatycznej poprzez tworzenie wiązań hydrofobowych z ogonami fosfolipidów z kwasów tłuszczowych.
Integralne białka, które obejmują całą błonę od powierzchni wewnętrznej do powierzchni zewnętrznej nazywane są białkami transbłonowymi. W białkach transbłonowych oba końce wystające z warstwy lipidowej są regionami polarnymi lub hydrofilowymi. Regiony środkowe są niepolarne i mają na swojej powierzchni hydrofobowe aminokwasy. Trzy rodzaje interakcji pomagają osadzić te białka w dwuwarstwie lipidowej, a mianowicie interakcje jonowe z polarnymi główkami cząsteczek fosfolipidów, interakcje hydrofobowe z hydrofobowymi ogonami cząsteczek fosfolipidów oraz specyficzne interakcje z pewnymi regionami lipidów, glikolipidów lub oligosacharydów.
Białko obwodowe
Białka obwodowe (białka zewnętrzne) są obecne w najbardziej wewnętrznej i najbardziej zewnętrznej dwuwarstwie fosfolipidów. Białka te są luźno związane z błoną plazmatyczną albo bezpośrednio poprzez interakcje z polarnymi głowami dwuwarstwowych fosfolipidów, albo pośrednio przez interakcje z białkami integralnymi. Białka te stanowią około 20-30% wszystkich białek błonowych.
Większość białek obwodowych znajduje się na najbardziej wewnętrznej powierzchni lub cytoplazmatycznej powierzchni błony. Białka te pozostają związane albo poprzez wiązania kowalencyjne z łańcuchami tłuszczowymi, albo przez oligosacharydy z fosfolipidami.
Jaka jest różnica między białkiem integralnym a białkiem obwodowym?
• Białka obwodowe występują na powierzchni błony komórkowej, podczas gdy białka integralne są całkowicie lub częściowo zanurzone w warstwie lipidowej błony komórkowej.
• Białka obwodowe są luźno związane z dwuwarstwą lipidową i nie oddziałują z hydrofobowym rdzeniem pomiędzy dwiema warstwami fosfolipidów. W przeciwieństwie do tego integralne białka są ściśle związane i oddziałują bezpośrednio z hydrofobowym rdzeniem błony komórkowej. Z tych powodów integralna dysocjacja białek jest trudniejsza niż białek obwodowych.
• Łagodne zabiegi mogą być stosowane do izolowania białek obwodowych z błony plazmatycznej, ale do izolacji białek integralnych nie wystarczą łagodne zabiegi. Aby zerwać wiązania hydrofobowe, potrzebne są detergenty. W ten sposób integralne białka można wyizolować z błony komórkowej.
• Po wyizolowaniu tych dwóch białek z błony komórkowej, białka obwodowe mogą zostać rozpuszczone w obojętnych buforach wodnych, podczas gdy integralne białka nie mogą zostać rozpuszczone w obojętnych buforach wodnych lub agregatach.
• W przeciwieństwie do białek obwodowych, białka integralne są związane z lipidami po solubilizacji.
• Przykładami białek obwodowych są spektyna erytrocytów, cytochrom C i ATP-azy mitochondriów oraz acetylocholinoesteraza w błonach elektroplaksowych. Przykładami integralnych białek są enzymy związane z błoną, receptory leków i hormonów, antygen i rodopsyna.
• Białka integralne stanowią około 70%, podczas gdy białka obwodowe stanowią pozostałą część białek błony komórkowej.
