Інтегральні мембранні білки

Інтегра́льні мембра́нні білки́ — білки (або білкові комплекси), що постійно зв'язані з біологічними мембранами. Ці білки можуть бути відокремлені від біологічних мембран тільки за допомогою детергентів, неполярних розчинників або іноді денатуратних агентів.

Інтегральні мембранні білки охоплюють дуже істотну фракцію білків геному.

Структура

Зараз визначені тривимірні структури з атомною роздільною здатністю тільки біля 160 різних інтегральних мембранних білків, за допомогою рентгеноструктурного аналізу або ЯМР-спектроскопії через труднощі з очищенням і кристалізацією. Крім того, в банку даних білків доступні структури багатьох розчинних у воді частин інтегральних мембранних білків. В даному вимадку, альфа-спіралі цих білків, зв'язані з мембраною, були усунені щоб полегшити очишення і кристалізацію.

Інтегральні мембранні білки можуть бути розбиті на дві головні групи:

1. Трансмембранні білки
2. Периферійні мембранні білки (або монотопні мембранні білки)

Інтегральні трансмембранні білки

Найзагальніший тип інтегральних мембранних білків — трансмембранні білки (TM, від англ. transmemprane proteins), що проходять крізь біологічну мембрана. Ці білки можуть перетинати мембрану однократно або багатократно. Трансмембранні білки категоризуються як білки I типу, якщо їх N-кінець знаходиться за межами цитоплазми, або II-типу, якщо їх C-кінець знаходиться за межами цитоплазми.

Інтегральні монотопні білки

Інтегральні монотопні білки постійно приєднані до мембрани лише одним кінцем. Зараз визначені тривимірні структури наступних інтегральних монотопних білків:

• Простогландин H2 1 і 2 синтази (циклооксигенази) [1]
• Ланостерол синтаза і сквален-хопен циклаза [2]
• Мікросомна простогландин E синтаза [3]
• Карнанан O-пальмітоїлтрансфераза 2 [4].

Існують також структури областей інтегральних мембранних білків:

• Моноамін-оксидаза A і B [5]
• Амідна гідролаза жирних кислот [6]
• Цитохром-P450-оксидаза ссавців [7]
• Кортикостероїдна 11-бета-дегідрогеназа [8].

Такі області вимагають детергентів для очишення і кристалізації, навіть після усунення їх трансмембранних спіралей [9].

Функція

Інтегральні мембранні білки зазвичай є транспортерами, іонними каналами, рецепторами, ферментами, структурними білками, білками, що залучені в накопичення і передачу енергії і білками, що відповідають за адгезію клітин. Класифікація транспортерів може бути знайдена на сайті бази даних TCDB.

Приклади

Приклади інтегральних трансмембранних білків:

• Інтегрин
• Кадгерин
• Інсуліновий рецептор
• NCAM
• Селектин
• Глікопорин
• Родопсин
• CD36

Посилання

• Booth, P.J., Templer, R.H., Meijberg, W., Allen, S.J., Curran, A.R., and Lorch, M. 2001. In vitro studies of membrane protein folding. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 36: 501—603.
• Bracey M.H., Cravatt B.F., Stevens R.C., Cravatt B.F. 2004. Structural commonalities among integral membrane enzymes. FEBS Lett. 567: 159—165.
• Bowie J.U. 2001. Stabilizing membrane proteins. Curr. Op. Struct. Biol. 11: 397—402.
• Bowie J.U. 2005. Solving the membrane protein folding problem. Nature 438: 581—589.
• DeGrado W.F., Gratkowski H. and Lear J.D. 2003. How do helix-helix interactions help determine the folds of membrane proteins? Perspectives from the study of homo-oligomeric helical bundles. Protein Sci. 12: 647—665.
• Popot J-L. and Engelman D.M. 2000. Helical membrane protein folding, stability, and evolution. Annu. Rev. Biochem. 69: 881—922.
• Protein-lipid interactions (Ed. L.K. Tamm) Wiley, 2005.
• Membrane PDB База даних тривимірних структур інтегральних мембранних білків та гідрофобних пептидів з увагою до методів кристалізації
• Відомі структури інтегральних мембранних білків на сайті Stephen White laboratory
• База даних оріентації білків в мембранах