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  • 细胞生物学:蛋白(membrane protein)

    作者:jaminsu    文章来源:医学教育网    点击数:    更新时间:2007-8-11

      膜蛋白(membrane protein)

      由膜脂构成膜的基本结构, 但是生物膜的特定功能主要是由蛋白质决定的。功能越复杂的膜,其上的蛋白质种类越多。

      ■ 膜蛋白的分类

      据膜蛋白与膜脂的关系分为整合蛋白、外周蛋白、脂锚定蛋白。

      整合蛋白(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(图3-19)。

    图3-19 整合蛋白

      外周蛋白(peripheral protein)又称附着蛋白(protein-attached)。这种蛋白完全外露在脂双层的内外两侧,主要是通过非共价键附着在脂的极性头部, 或整合蛋白亲水区的一侧, 间接与膜结合(图3-20)。

    图3-20 外周蛋白

      脂锚定蛋白(lipid-anchored)又称脂连接蛋白(lipid-linked protein),通过共价键的方式同脂分子结合,位于脂双层的外侧。同脂的结合有两种方式,一种是蛋白质直接结合于脂双分子层,另一种方式是蛋白并不直接同脂结合,而是通过一个糖分子间接同脂结合(图3-21)。医学教育网

    图3-21 脂锚定蛋白

      ■ 膜蛋白的功能

      胞质膜有着许多重要的生物学功能,这些功能大多数是由膜蛋白来执行的(图3-22,表3-4)。

    图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
    运输蛋白 Na+泵 主动将Na+泵出细胞,K+泵入细胞
    连接蛋白 整合素 将细胞内肌动蛋白与细胞外基质蛋白相连
    受体蛋白 血小板生长因子(PDGF)受体 同细胞外的PDGF结合、在细胞质内产生信号, 引起细胞的生长与分裂
    腺苷酸环化酶 在细胞外信号作用下,导致细胞内cAMP产生

      ■ 膜蛋白的研究方法

      ● 膜蛋白的分离

      十二烷基磺酸钠(SDS)和Triton X-100都是去垢剂,哪一种可用于分离有生物功能的膜蛋白?

      ● 去垢剂的作用机理

      去垢剂是一端亲水一端疏水的双亲媒性分子, 它们具有极性端和非极性的碳氢链。当它们与膜蛋白作用时,可以用非极性端同蛋白质的疏水区作用,取代膜脂,极性端指向水中, 形成溶于水的去垢剂-膜蛋白复合物, 从而使膜蛋白在水中溶解、变性、沉淀(图3-23)。

    图3-23 去垢剂在膜蛋白分离中的作用

    (a)去垢剂分子,具有极性和非极性端;(b)去垢剂包裹在膜蛋白的疏水区,极性区朝向外侧,使蛋白质成为水溶性,从而与膜分离。

      ● 膜蛋白在膜中位置测定

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