thumb|Integrerede membranproteiner. A. Transmembran alfa-helixer, B. Beta-barrel, beta-tønde.
thumb|Perifere membranproteiners interaktion med membranen. A+B. Forskellige typer af hydrofobe interaktioner, C. Forankring via fedtsyrekæde, D. Elektrostatisk interaktion.
thumb|Aktiv transport af ioner.
Membranproteiner er proteiner der er lokaliseret og fungerer i eller på biologiske membraner. De udgør sammen med opløselige proteiner de mest almindelige former for proteiner og opfylder mange funktioner af betydning for cellens og organismens liv.
I de fleste genomer skønnes det at 20-30% af alle generne koder for membranproteiner.
Membranproteiners funktioner
Membranproteiner udfører en række funktioner, der er essentieller for den levende organisme, bl.a.:.
Receptorproteiner formidler den biokemiske forbindelse mellem en påvirkning og cellens respons, også kaldet signaltransduktionen. Transportproteiner transporterer molekyler og ioner på tværs af membranen ved diffusion eller aktiv transport, se f.eks. ionkanal og ionpumpe, se liste Enzymer udfører biokemiske reaktioner i eller på membranen. Celleadhæsionsproteiner formidler identifikationen og kontakten mellem celler, f.eks. i immunresponset. Ankerproteiner fastholder cytoskelettet og den ekstracellulære matrix. Junctionproteiner forbinder og sammenholder to celler. Komplementsystemets membranangrebskompleks MAC danner porer i indtrængende patogener og uskadeliggør dem derved.
Membranproteiners strukturer
Den største gruppe integrale membranproteiner kaldes også transmembrane proteiner, da de har mindst et hydrofilt domæne på hver side af membranen forbundet med et hydrofobt domæne af en eller flere alfa-helixer i membranen. Det humane proteom indeholder 5462 integrale membranproteiner, jf. flg. tabel over transmembrane proteiner (TM refererer til antallet af alfa-helixer):
Type membranproteinAntal humane membranproteiner The Human Protein AtlasGenerelle eksempler >9TM protein 493CFTR (12TM); Band 3 (14TM) Mapping the Ends of Transmembrane Segments in a Polytopic Membrane Protein. Journal of Biological Chemistry 1997 9TM protein 133Presenilin 1 Biological function of Presenilin and its role in AD pathogenesis. Translational Neurodegeneration 2013 8TM protein 165 7TM protein 952Rhodopsin 6TM protein 16:en: Transient receptor potential channel 5TM protein 290Metalloenzym YejM The essential inner membrane protein YejM is a metalloenzyme. Nature 2020 4TM protein 554OccludinMolecular Structure and Function of the Tight Junction. DFG Research, SMR-proteiner (Small Multidrug Resistance proteiner)Inverted repeat domains in membrane proteins. FEBS Letters 2006 3TM protein 558Membranproteinet M i SARS-CoV-2 The Structure of the Membrane Protein of SARS-CoV-2 Resembles the Sugar Transporter SemiSWEET. Pathogens and Immunity. 2020 2TM protein 934Rifin; Stevor; Pfmc Hypervariability within the Rifin, Stevor and Pfmc-2TMsuperfamilies in Plasmodium falciparum. Nucleic Acids Research, 20061TM protein3106ACE2; virus hæmagglutinin
Som det ses af tabellen er de fleste integrale membranproteiner af klassen med 1TM, men mange ses også at være med 2TM og 7TM. Blandt 7TM proteinerne er der en stor gruppe receptorer, G-protein-koblede receptorer, populært kaldet cellernes dørvogtere.
Membranproteiner med en struktur, der benævnes beta-barrel (på dansk ”beta-tønde”) træffes kun hos bakterier og den ydre membran i mitochondrier og chloroplaster.
En mindre gruppe integrale membranproteiner er forankret i membranen, men er kun til stede på den ene side af membranen. Forankringen kan være til lipid-dobbeltlaget eller til et andet membranprotein og kan ske via en posttranslationel modifikation.
Mange proteiner der reagerer på den ydre eller indre side af membranen regnes som temporale eller perifere membranproteiner.
Eksempler på membranproteiner Et usædvanligt 13TM protein er endosomproteinet NPC1, Niemann-Pick C1, som er essentielt for ebolavirus infektion.Small molecule inhibitors reveal Niemann-Pick C1 is essential for ebolavirus infection. Nature 2011 Aquaporin Bakterierhodopsin Beta-barrel ACE-2 receptoren for Coronavirus FlippaseFLIPPASES GIVE CELLS AN ELECTRIC SHOCK Sciencenews.dk 2019 G-protein-koblede receptorer eller 7TM Immun-checkpoints Immunglobulin-superfamilien Natrium-kalium-pumpen (Na+/K+-pumpen eller Na+/K+-ATPase) Opioid-receptorer Rhodopsin Spike TOM, translocator of the outer membrane
Se også
Beta-barrel Membrankappe
Eksterne links og henvisninger
What membrane proteins look like. Stockholms Universitet
Kategori:Cellebiologi Kategori:Biokemi Kategori:Proteiner