Белки мембран

Классификация мембранных белков

По расположению относительно липидного бислоя мембранные белки делятся на две основные группы:

1. Интегральные (трансмембранные) белки. Их полипептидная цепь частично или полностью погружена в липидный слой. Строение таких белков зонально:
2. Гидрофобная зона взаимодействует с углеводородными цепями жирных кислот. Она обогащена неполярными аминокислотами.
3. Гидрофильная зона располагается в области полярных «головок» липидов и содержит преимущественно гидрофильные аминокислоты.

1. Поверхностные (периферические) белки. Они по-разному прикрепляются к мембране:
2. Связываются с уже встроенными интегральными белками.
3. Присоединяются непосредственно к полярным «головкам» липидов.
4. «Заякориваются» в мембране с помощью короткого гидрофобного концевого домена.
5. «Заякориваются» за счет ковалентно связанного ацильного остатка.

Амфифильность и модификации белков

Белки, контактирующие с гидрофобной частью бислоя, обязательно должны быть амфифильными, то есть иметь выраженный неполярный домен. Это свойство достигается двумя путями: за счет особого аминокислотного состава (скопление неполярных аминокислот) и путем ацилирования — ковалентного присоединения остатков жирных кислот.

В клетке белки подвергаются различным модификациям, каждая из которых выполняет свою задачу:

• Присоединение ацильных остатков. Жирные кислоты работают как «якорь», надежно удерживая белок в мембране, но при этом оставляя ему возможность для латеральной диффузии (перемещения вдоль слоя).
• Гликозилирование. Происходит на наружной поверхности мембраны. Углеводные компоненты защищают интегральные белки от разрушительного воздействия протеаз межклеточного пространства.
• Фосфорилирование. Эта посттрансляционная модификация необходима для тонкой регуляции функций белка.

Основные функции мембранных белков

Помимо поддержания трансмембранной асимметрии (различий в составе между наружным и внутренним слоями), белки выполняют огромный спектр задач:

• Транспортная. Обеспечивают строго избирательный перенос веществ в клетку и выведение метаболитов из нее.
• Рецепторная. Участвуют в приеме и передаче гормональных сигналов внутрь клетки.
• Участие в везикулярном транспорте. Необходимы для образования «окаймленных ямок», с помощью которых осуществляются процессы эндоцитоза и экзоцитоза.
• Иммунологическая. Играют ключевую роль в распознавании и протекании иммунных реакций.
• Ферментативная. Выступают в роли катализаторов различных биохимических превращений.
• Структурная и адгезивная. Организуют межклеточные контакты, что абсолютно необходимо для формирования полноценных тканей и органов.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы формирования «окаймленных ямок» при везикулярном транспорте
• Процесс посттрансляционного фосфорилирования для регуляции активности
• Различия аминокислотного состава гидрофобных и гидрофильных зон интегральных белков
• Роль латеральной диффузии ацилированных белков

Другие темы раздела «Строение и функции биологических мембран»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.