A helyszín és a mobilitás a fehérjék a kettősréteg - studopediya
Membránokat tartalmaznak 20-80% fehérjét (tömeg). A számos fehérje jelentősen eltér a különböző membránok. Így a membránok a mitokondriumok jutó fehérjék teszik körülbelül 75%, és a sejtek plazmamembránján a mielinhüvely - körülbelül 25%. Mivel a lipid molekulák egy kis méretű (5 Å) És kis molekulatömegű, a szám 50-szer nagyobb, mint a számát fehérjemolekulák. Ezért, fehérjemolekulák, mivel beágyaztuk a lipid kettős rétegű membránhoz.
Fehérjék különböznek a pozícióját a membrán (ábra. 2). Protein molekulák mélyen behatolnak a lipid kettős réteg és annak permeátum (integráns fehérje), vagy kapcsolódik a membránhoz különböző módokon (perifériás fehérjék).
Perifériás fehérjéket különböztetni a szerves sekélyebb behatolás mélysége a kétrétegű, és gyengébb fehérje-lipid kölcsönhatások (azaz, kevésbé függ a kétrétegű). Perifériás fehérjék reverzibilis változtatására az állapotát, kapcsolódik a membránhoz bizonyos időpontokban (például fehérjéket nevezzük amfipatikus). Felhelyezése a membránhoz, akár kölcsönhatásba léphetnek integráns fehérjék. vagy feiüietszakasz a lipid kettősréteg. megszerző új tulajdonságok.
A szétválás a perifériás membrán fehérjék és ezek szerkezetét határozza meg a szerves, számos hidrofób aminosavak és azok helyzetét az elsődleges szerkezete, azaz az összes tulajdonságait, amelyek a fehérje kölcsönhatását a kétrétegű. Az amfipatikus fehérjék speciális jelzések, amelyek elősegítik a kapcsolata a membrán (gyakran egy ilyen jel a foszforilációja specifikus kinázok, megváltoztatják azok harmadlagos szerkezete és hidrofób, pontosabban - liotróp). Ezek a proteinek, például, közé tartozik a protein-kináz C, véralvadási faktorok.
Fehérjék, amelyek komplexeket képeznek a teljes proteinjeinek (ezek közé tartozik számos olyan emésztő enzimek részt vesznek a keményítő hidrolízise és fehérje) kapcsolódnak integrált membránproteinek bél microvilli. Ilyen komplexekre vonatkozó példák lehetnek szacharáz-izomaltáz és maltáz-glükoamiláz. Poláros vagy töltéssel domének a fehérje molekula kölcsönhatásba léphet poláros „fej” lipidek, alkotó ionos és hidrogénkötések.
Egy érdekes példa a szabályozott interakció a membrán-ban fedezték fel a tanulmány az aminosav-szekvenciája az intakt forma mikroszomális citokróm b5 (ábra. 2). Ez a fehérje részt vesz a különböző redox reakciók, mint elektron-hordozót. A viszonylag rövid szakasza a peptid lánc közel a karboxil terminálisán áll teljes egészében a hidrofób aminosavak. Ha a „hidrofób horgonyzás” eltávolítani protaolizissel gemsvyazyvayuschy domén elveszíti a kapcsolatot a membrán és a környezetbe kibocsátott.
Lokalizálódik a membrán a hidrofób domén vagy a „horgony” egy másik jellegzetes eleme a szerkezet a membrán fehérjéket. Ezzel a szerkezettel történik a rögzítés a perifériás membránfehérjék.
Osztályozás szerint, integráns fehérjék behatolnak a lipid kettősréteg. Mérete integrális membrán proteinek az átlagos 80 ÅDe vannak még nagyobb fehérjék - 350 Å érték (fehérje tilakoid kloroplasztisz). Általában ezek a fehérjék rendelkeznek kifejezett aszimmetria és ennek megfelelően aszimmetrikusan elrendezve a membrán (ábra. 2).
Néhány a transzmembrán fehérjék membrán permeátumot egyszer (glycophorin) - bitopicheskie. mások több helyszínen (domain) egymást metsző kétrétegű - politopicheskie (3. ábra). Monotopicheskie fehérjék perifériás fehérjék (ábra. 3).
Tekintsük bitopichesky fehérje - glikoforin a membrán a vörös vérsejtek. A aminosav-szekvenciát találtuk rövid szakasza álló 23 nem-poláros aminosavak, található, körülbelül a közepén a lánc. Tanulmányok kimutatták, hogy a glükoforint molekula teljesen áthatja a membránon, a membránt elmerül a hidrofób régió # 945-helikális szerkezetet.
Példák politopicheskih közlekedési proteinek ATP-ázok, bakteriorodopszinban. A bakteriorodopszin a Halobacterium halobium membránra röntgen vizsgálata a fotoszintetikus reakció központok baktériumok kimutatták, hogy a molekula tartalmaz több # 945; csavarvonal alakú szakaszokban, folyamatosan átkelés a kétrétegű (4. ábra).
Sok membrán fehérjék két részből áll: a régiók, amelyek gazdagok poláros aminosavak, és a gazdag területeken nem-poláros aminosavak. Ezek a fehérjék vannak csomagolva a membrán kettős réteg úgy, hogy a nem-poláros részei érintkezésben a hidrofób régiók a kettős réteg.
Aminosav-analízis bizonyos membrán fehérjék azt mutatta, hogy azok tartalmazzák megközelítőleg azonos számú poláros aminosavak, mint a hagyományos, vízben oldódó fehérje, azonban ezek oldódnak vízben nagyon rosszul. Az oka az hidrofób jelleg nem abban az aminosav-összetétel, de abban a sorrendben a váltakozása aminosavak - hidrofób aminosav-gyököket nem szétszórva a polipeptid lánc mentén, és koncentrálódik a hidrofób domént.
A szerkezet a sok membrán proteinek általában egyértelműen különböző régiók felelősek azok biológiai aktivitását. Nagyon gyakran, a biológiailag aktív rész áll túlnyomórészt a poláros aminosavak, mivel nincs aktív domének épített javarészt aminosavak apoláros gyökök. Ezért valószínű, hogy a poláris része fehérje érintkezésbe a membrán és a citoplazma a poláros fej a lipidek, és funkcionális aktivitását a fehérje, és a nem-poláros része kötődik a szénhidrogén-láncok a lipid molekulák és a szerkezeti stabilitást a molekula. Ez a szabály azonban nem általános. Így, fehérjék, transzformáló hidrofób szubsztrátok (ezek közé tartoznak, például, a hidroxiláz nem oldódik a vizes fázisban a xenobiotikumok) hidrofób zsebek. koncentrálva a szubsztrát molekula enzimatikus módosítására. Ezért nyilvánvaló, hogy a membrán proteineket általában kapcsolódnak a membránhoz keresztül nem kovalens kölcsönhatások két típusa:
Ø elektrosztatikus (szinten foszfolipid poláros fej)
Ø hidrofób (kettősréteg vastagságú).
A fehérjék a kétrétegű nagyon labilis, és hajthat végre különféle mozgásokat. ahol a mobilitás a fehérjék a kettősréteg és egyesülési vezérli lipidek (ábra. 5).
Egyes membránfehérjék mozognak a kétrétegű (ábra. 5). Például, foszfolipáz A, érintkezésbe citoplazmatikus membrán felületét, lehet mozgatni oldalirányban a felület felett a kétrétegű és hidrolizáló foszfolipidek, hogy több ezer, amíg nem disszociálnak a membránon. A laterális diffúziós az integrális membrán-fehérjék nagy mérete korlátozott. kölcsönhatás más membrán fehérjék és a citoszkeletális elemeket és extracelluláris mátrix. Azonban ez is elég, mérhető mennyiségben.
Rotációs mobilitása fehérjék (ábra. 5) van társítva forgási síkjára merőleges tengely körül, hogy a felület a kétrétegű. Perifériás fehérjék kevésbé jelentős hatással a mobilitás a acil láncok a foszfolipidek. Ezzel szemben, az integrál fehérjék súlyosan korlátozza a mobilitását gyűrű alakú lipidek. őket körülvevő közvetlenül a membrán. Emiatt, a gyűrű alakú lipidek úgynevezett kötött (immobilizált). Ezek a saját viselkedését, és a mobilitás különböznek a teljes lipid a lipid kettősréteg. Fehérjemolekulák szomszédos korlátozza a mobilitás a lipid felszíni és a gyűrű alakú réteg jobban rendezett. A számú kötött lipidek függ telítettsége a membrán fehérjék.