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細胞生物學(xué):蛋白(membrane protein)

發(fā)布時間:2014-12-29 共1頁

  膜蛋白(membrane protein)

  由膜脂構(gòu)成膜的基本結(jié)構(gòu), 但是生物膜的特定功能主要是由蛋白質(zhì)決定的。功能越復(fù)雜的膜,其上的蛋白質(zhì)種類越多。

  ■ 膜蛋白的分類

  據(jù)膜蛋白與膜脂的關(guān)系分為整合蛋白、外周蛋白、脂錨定蛋白。

  整合蛋白(integral protein)又稱內(nèi)在蛋白(intrinsic protein), 跨膜蛋白(transmembrane protein), 部分或全部鑲嵌在細胞膜中或內(nèi)外兩側(cè)(圖3-19)。

圖3-19 整合蛋白

  外周蛋白(peripheral protein)又稱附著蛋白(protein-attached)。這種蛋白完全外露在脂雙層的內(nèi)外兩側(cè),主要是通過非共價鍵附著在脂的極性頭部, 或整合蛋白親水區(qū)的一側(cè), 間接與膜結(jié)合(圖3-20)。

圖3-20 外周蛋白

  脂錨定蛋白(lipid-anchored)又稱脂連接蛋白(lipid-linked protein),通過共價鍵的方式同脂分子結(jié)合,位于脂雙層的外側(cè)。同脂的結(jié)合有兩種方式,一種是蛋白質(zhì)直接結(jié)合于脂雙分子層,另一種方式是蛋白并不直接同脂結(jié)合,而是通過一個糖分子間接同脂結(jié)合(圖3-21)。

圖3-21 脂錨定蛋白

  ■ 膜蛋白的功能

  胞質(zhì)膜有著許多重要的生物學(xué)功能,這些功能大多數(shù)是由膜蛋白來執(zhí)行的(圖3-22,表3-4)。

圖3-22 膜蛋白的某些功能

表3-4 某些膜蛋白及其功能

功能蛋白 示例 作用方式
運輸?shù)鞍?/TD> Na+泵 主動將Na+泵出細胞,K+泵入細胞
連接蛋白 整合素 將細胞內(nèi)肌動蛋白與細胞外基質(zhì)蛋白相連
受體蛋白 血小板生長因子(PDGF)受體 同細胞外的PDGF結(jié)合、在細胞質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生信號, 引起細胞的生長與分裂
腺苷酸環(huán)化酶 在細胞外信號作用下,導(dǎo)致細胞內(nèi)cAMP產(chǎn)生

  ■ 膜蛋白的研究方法

  ● 膜蛋白的分離

  十二烷基磺酸鈉(SDS)和Triton X-100都是去垢劑,哪一種可用于分離有生物功能的膜蛋白?

  ● 去垢劑的作用機理

  去垢劑是一端親水一端疏水的雙親媒性分子, 它們具有極性端和非極性的碳氫鏈。當它們與膜蛋白作用時,可以用非極性端同蛋白質(zhì)的疏水區(qū)作用,取代膜脂,極性端指向水中, 形成溶于水的去垢劑-膜蛋白復(fù)合物, 從而使膜蛋白在水中溶解、變性、沉淀(圖3-23)。

圖3-23 去垢劑在膜蛋白分離中的作用

(a)去垢劑分子,具有極性和非極性端;(b)去垢劑包裹在膜蛋白的疏水區(qū),極性區(qū)朝向外側(cè),使蛋白質(zhì)成為水溶性,從而與膜分離。

  ● 膜蛋白在膜中位置測定

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