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 aminokwasowej. Niektóre geny kodują wiele białek. Geny te determinują sekwencję aminokwasów, określając w ten sposób ich pierwotną strukturę. Białka integralne i obwodowe są uważane za „białka błony osocza” ze względu na ich występowanie. Białka te są ogólnie odpowiedzialne za zdolność komórki do interakcji ze środowiskiem zewnętrznym.
Białko integralne
Białka integralne znajdują się głównie całkowicie lub częściowo zanurzone w podwójnej warstwie fosfolipidów błony plazmatycznej. Białka te mają na sobie zarówno regiony polarne, jak i niepolarne. Główki polarne wystają z powierzchni dwuwarstwy, podczas gdy regiony niepolarne są w niej osadzone. Zwykle tylko niepolarne regiony oddziałują z hydrofobowym rdzeniem błony plazmatycznej poprzez tworzenie hydrofobowych wiązań z ogonami kwasów tłuszczowych fosfolipidów.
Białka integralne, które obejmują całą błonę od wewnętrznej do zewnętrznej powierzchni, 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 aminokwasy hydrofobowe. W osadzeniu tych białek w dwuwarstwie lipidowej pomagają trzy rodzaje oddziaływań, a mianowicie oddziaływania jonowe z polarnymi głowicami cząsteczek fosfolipidów, oddziaływania hydrofobowe z hydrofobowymi ogonami cząsteczek fosfolipidowych oraz oddziaływania specyficzne z określonymi regionami lipidów, glikolipidów lub oligosacharydów.
Białko obwodowe
Białka peryferyjne (białka zewnętrzne) są obecne na najbardziej wewnętrznej i zewnętrznej dwuwarstwie fosfolipidowej. Białka te są luźno związane z błoną plazmatyczną albo bezpośrednio przez oddziaływania z polarnymi głowicami dwuwarstwy fosfolipidowej, albo pośrednio przez oddziaływania z białkami integralnymi. Białka te stanowią około 20-30% wszystkich białek błonowych.
Większość białek obwodowych znajduje się na najbardziej wewnętrznej powierzchni lub powierzchni cytoplazmatycznej błony. Białka te pozostają połączone wiązaniami kowalencyjnymi z łańcuchami tłuszczowymi lub przez oligosacharydy z fosfolipidami.
Jaka jest różnica między białkiem integralnym a obwodowym?
• Białka obwodowe występują na powierzchni błony plazmatycznej, podczas gdy białka integralne występują w całości lub częściowo w warstwie lipidowej błony plazmatycznej.
• Białka obwodowe są luźno związane z podwójną warstwą lipidową i nie oddziałują z hydrofobowym rdzeniem pomiędzy dwiema warstwami fosfolipidów. Natomiast białka integralne są ściśle związane i bezpośrednio oddziałują z hydrofobowym rdzeniem błony plazmatycznej. Z tych powodów dysocjacja białek integralnych jest trudniejsza niż białek obwodowych.
• Łagodne leczenie może być stosowane do izolacji białek obwodowych z błony komórkowej, ale do izolacji białek integralnych łagodne leczenie nie jest wystarczające. Do zerwania wiązań hydrofobowych potrzebne są detergenty. W ten sposób integralne białka mogą być izolowane z błony plazmatycznej.
• Po wyizolowaniu tych dwóch białek z błony plazmatycznej, białka obwodowe można rozpuścić w obojętnych buforach wodnych, podczas gdy białka integralne nie mogą być rozpuszczone w obojętnych buforach wodnych lub agregatach.
• W przeciwieństwie do białek obwodowych, integralne białka są związane z lipidami podczas rozpuszczania.
• Przykładami białek obwodowych są spektryna erytrocytów, cytochrom C i ATP-aza mitochondriów oraz acetylocholinoesteraza w błonach elektroplaksy. 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.
