Proteína de membrana integral - Integral membrane protein
Uma proteína de membrana integral ( IMP ) é um tipo de proteína de membrana que está permanentemente ligada à membrana biológica . Todas as proteínas transmembrana são IMPs, mas nem todos os IMPs são proteínas transmembrana. Os IMPs compreendem uma fração significativa das proteínas codificadas no genoma de um organismo . As proteínas que cruzam a membrana são circundadas por lipídios anulares , que são definidos como lipídios que estão em contato direto com uma proteína da membrana. Essas proteínas só podem ser separadas das membranas usando detergentes , solventes não polares ou, às vezes, agentes desnaturantes .
Estrutura
Estruturas tridimensionais de ~ 160 proteínas de membrana integral diferentes foram determinadas em resolução atômica por cristalografia de raios-X ou espectroscopia de ressonância magnética nuclear . São temas desafiadores para o estudo devido às dificuldades associadas à extração e cristalização . Além disso, as estruturas de muitos água - solúveis domínios de proteína de PIM estão disponíveis no Protein Data Bank . Suas hélices α de ancoragem à membrana foram removidas para facilitar a extração e cristalização . Pesquisar proteínas de membrana integral no PDB (com base na classificação da ontologia genética )
Os IMPs podem ser divididos em dois grupos:
- Proteínas politópicas integrais (proteínas transmembrana)
- Proteínas monotópicas integrais
Proteína politópica integral
O tipo mais comum de IMP é a proteína transmembrana (TM), que abrange toda a membrana biológica . As proteínas de membrana de passagem única cruzam a membrana apenas uma vez, enquanto as proteínas de membrana de passagem única entram e saem, cruzando várias vezes. As proteínas TM de passagem única podem ser categorizadas como Tipo I, que são posicionadas de modo que seu terminal carboxila esteja voltado para o citosol , ou Tipo II, que tem seu terminal amino voltado para o citosol. As proteínas do tipo III têm múltiplos domínios transmembrana em um único polipeptídeo, enquanto o tipo IV consiste em vários polipeptídeos diferentes montados juntos em um canal através da membrana. As proteínas do tipo V são ancoradas à bicamada lipídica por meio de lipídios ligados covalentemente. Finalmente, as proteínas do Tipo VI têm domínios transmembranares e âncoras lipídicas.
Proteínas monotópicas integrais
As proteínas monotópicas integrais estão associadas à membrana de um lado, mas não abrangem a bicamada lipídica completamente.
Determinação da estrutura da proteína
A Protein Structure Initiative (PSI), financiada pelo Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais dos Estados Unidos (NIGMS), parte do National Institutes of Health (NIH), tem como objetivo determinar estruturas tridimensionais de proteínas e desenvolver técnicas de uso em biologia estrutural , incluindo para proteínas de membrana. A modelagem de homologia pode ser usada para construir um modelo de resolução atômica da proteína integral "alvo" a partir de sua sequência de aminoácidos e uma estrutura tridimensional experimental de uma proteína homóloga relacionada. Este procedimento tem sido amplamente utilizado para ligante - receptores acoplados à proteína G (GPCR) e seus complexos.
Função
Os IMPs incluem transportadores , ligantes, canais , receptores , enzimas , domínios de ancoragem à membrana estrutural, proteínas envolvidas no acúmulo e transdução de energia e proteínas responsáveis pela adesão celular . A classificação de transportadores pode ser encontrada no banco de dados de classificação de transportadores .
Como um exemplo da relação entre o PIM (neste caso, o pigmento de fototrapagem bacteriana, a bacteriorodopsina) e a membrana formada pela bicamada fosfolipídica, é ilustrada a seguir. Neste caso, a proteína de membrana integral abrange a bicamada de fosfolipídios sete vezes. A parte da proteína que está incorporada nas regiões hidrofóbicas da bicamada é alfa-helicoidal e composta de aminoácidos predominantemente hidrofóbicos. A extremidade C terminal da proteína está no citosol, enquanto a região N terminal está fora da célula. Uma membrana que contém essa proteína específica é capaz de funcionar na fotossíntese.
Exemplos
Exemplos de proteínas integrais de membrana:
- Receptor de insulina
- Alguns tipos de proteínas de adesão celular ou moléculas de adesão celular (CAMs), como integrinas , caderinas , NCAMs ou selectinas
- Alguns tipos de proteínas receptoras
- Glicoforina
- Rodopsina
- Banda 3
- CD36
- Permease de glicose
- Canais iônicos e portas
- Proteínas de junção de lacuna
- Receptores acoplados à proteína G (por exemplo, receptor beta-adrenérgico )
- Seipin
Veja também
- Proteína de membrana
- Proteína transmembrana
- Proteína de membrana periférica
- Concha de lipídio anular
- Gráfico de hidrofilicidade
- Proteína da membrana nuclear interna