Мембранные белки: физические и химические свойства

Эритроциты — наиболее удобная модель для изу­чения архитектуры и топологии мембранных бел­ков и липидов в биологической мембране.

Хотя в мембранах эритроцитов не выявляются многие характерные черты мембранных белков, эти клетки оказались отличной и наиболее доступной моделью для изучения структуры и функции мем­бран.

Два основных типа мембранных белков

Используя мембрану эритроцитов как модель, исследователи выявили два типа мембранных бел­ков. Белки первого типа, называемые перифериче­скими белками, связаны с мембраной в основном ионными взаимодействиями. Если обработать пре­парат мембран буферным раствором с высокой концентрацией солей, белки этого типа освобожда­ются от мембраны и переходят в буфер. Примеры периферических белков — фибронектин (локали­зован на наружной поверхности большинства клеток, исключая циркулирующие клетки крови) и спектрин (находится на внутренней поверхности большинства клеточных мембран, особенно в эрит­роцитах).

Мембранные белки второго типа называют ин­тегральными белками. Эти протеины или погруже­ны в толщу липидного бислоя, или пронизывают мембрану насквозь (трансмембранные белки). Большинство мембранных белков являются интегральными.

Одним из первых интегральных белков, для ко­торых была полностью определена аминокислотная последовательность, был гликофорин А.

Интегральные белки перемещаются в плоскости мембраны

Было показано, что инте­гральные мембранные белки перемещаются в плоскости мембраны. Когда исследователи слили клетку мыши и клетку человека, проверяя будут ли человеческие поверхностные антигены мигрировать в мышиную область клетки-гибрида, они увидели, что мембранные белки действительно могут передвигаться в различные места клеточной поверхности. Это открытие стало основой для понимания многих функций клетки, включая груп­пировку рецепторов, эндоцитоз и фагоцитоз — процессы, при которых мембранные белки активно перемещаются.