整合蛋白

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integral protein

又称内在蛋白(intrinsic protein)、跨膜蛋白(transmembrane protein),部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧,以非极性氨基酸与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。

嵌埋在生物膜脂质双层中的膜蛋白,是生物膜的基本结构成分。许多具重要生理功能的膜蛋白均属整合蛋白,如膜结合的酶类、载体蛋白、通道蛋白、膜受体等。许多整合蛋白分子中具有一个或多个富含疏水性氨基酸的疏水区,多呈α螺旋。其在膜上的存在方式为(1)单次穿膜,疏水区贯穿脂双层,两末端分布于膜内外两侧;(2)多次穿膜,多肽链数次反折,数个疏水区返折数次穿越脂双层;(3)多个单次穿膜的亚基组成一个跨膜通道;(4)脂化或糖脂化膜蛋白借其共价结合的脂肪酸链插入膜内;(5)膜蛋白多肽链一端穿膜,另一端借糖脂化的脂肪酸插入膜内,两端均固定膜上。分离整合蛋白必须用去垢剂、有机溶剂等破坏脂双层后才能提取出来。

整合蛋白几乎都是完全穿过脂双层的蛋白,亲水部分暴露在膜的一侧或两侧表面;疏水区同脂双分子层的疏水尾部相互作用;整合蛋白所含疏水氨基酸的成分较高。跨膜蛋白可再分为单次跨膜、多次跨膜、多亚基跨膜等。跨膜蛋白一般含25%~50%的α螺旋,也有β-折叠,如线粒体外膜细菌质膜中的孔蛋白。

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