Διαφορά μεταξύ ολοκληρωμένων και περιφερειακών πρωτεϊνών

Κύρια διαφορά – Ολοκληρωμένες έναντι περιφερειακών πρωτεϊνών

Η πλασματική μεμβράνη είναι η βιολογική μεμβράνη που διαχωρίζει τα περιεχόμενα του κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον. Αποτελείται από μια διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίων. Η πλασματική μεμβράνη χρησιμεύει ως ένα επιλεκτικά διαπερατό φράγμα που επιτρέπει μόνο ορισμένα μόρια να περάσουν μέσα από τη μεμβράνη. Διαφορετικοί τύποι πρωτεϊνών είναι επίσης ενσωματωμένοι στην πλασματική μεμβράνη. Οι ολοκληρωμένες και οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι δύο τύποι τέτοιων πρωτεϊνών μεμβράνης. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενσωματωμένων και περιφερειακών πρωτεϊνών είναι ότι οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι ενσωματωμένες σε ολόκληρη τη διπλή στιβάδα, ενώ οι περιφερειακές πρωτεΐνες βρίσκονται στην εσωτερική ή εξωτερική επιφάνεια της διπλής στοιβάδας φωσφολιπιδίων .

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι οι Ολοκληρωμένες Πρωτεΐνες
      – Ορισμός, Δομή, Συνάρτηση
2. Τι είναι οι Περιφερικές Πρωτεΐνες
      – Ορισμός, Δομή, Συνάρτηση
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ ολοκληρωμένων και περιφερειακών πρωτεϊνών
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Ολοκληρωμένων και Περιφερικών Πρωτεϊνών
– Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες, υδρόφοβος πυρήνας, πρωτεΐνες μεμβρανών, περιφερειακές πρωτεΐνες, διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίων, μεμβράνη πλάσματος, διαμεμβρανική πρωτεΐνη

Τι είναι οι ολοκληρωμένες πρωτεΐνες

Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι πρωτεΐνες που είναι μόνιμα συνδεδεμένες στη μεμβράνη πλάσματος. Διεισδύουν μέσω της φωσφολιπιδικής διπλοστιβάδας. Επομένως, αυτές οι πρωτεΐνες συνδέονται με τη λιπιδική διπλοστιβάδα μέσω υδρόφοβων, ηλεκτροστατικών ή μη ομοιοπολικών αλληλεπιδράσεων. Για το λόγο αυτό, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται απορρυπαντικά για την αφαίρεση ενσωματωμένων πρωτεϊνών από τη λιπιδική διπλοστοιβάδα. Αυτό θα καταστρέψει τις υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις ολόκληρης της λιπιδικής διπλοστιβάδας. Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες, οι οποίες διεισδύουν πλήρως στη λιπιδική διπλοστιβάδα, είναι αναπόσπαστες πρωτεΐνες. Όλες οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι αναπόσπαστες πρωτεΐνες, αλλά όλες οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες δεν είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Αυτό σημαίνει ότι ορισμένες ενσωματωμένες πρωτεΐνες μπορούν να διεισδύσουν εν μέρει στη λιπιδική διπλοστοιβάδα.

Εικόνα 1:Διαμεμβρανική πρωτεΐνη

Δεδομένου ότι οι περισσότερες ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες, χρησιμεύουν ως πρωτεΐνες μεταφοράς μεμβράνης, όπως πρωτεΐνες-φορείς και πρωτεΐνες καναλιού. Άλλες ενσωματωμένες πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως υποδοχείς και ένζυμα. Na+ – K+ ATPάση, δίαυλοι και πύλες ιόντων, περμεάση γλυκόζης, ορμονικοί υποδοχείς, αντιγόνα ιστοσυμβατότητας, ορισμένα ένζυμα των αλυσίδων μεταφοράς ηλεκτρονίων και πρωτεΐνες διασύνδεσης κενού είναι τύποι ενσωματωμένων πρωτεϊνών.

Τι είναι οι Περιφερικές Πρωτεΐνες

Οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι πρωτεΐνες που συνδέονται προσωρινά στη μεμβράνη πλάσματος. Αυτό σημαίνει ότι δεν διεισδύουν στον υδρόφοβο πυρήνα της διπλοστοιβάδας των φωσφολιπιδίων. Οι περισσότερες περιφερειακές πρωτεΐνες συνδέονται με τις πρωτεΐνες. Ως εκ τούτου, η απομάκρυνση των περιφερειακών πρωτεϊνών είναι ευκολότερη από τις ενσωματωμένες πρωτεΐνες. Η αφαίρεση δεν διακόπτει επίσης τις υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις της διπλοστοιβάδας των λιπιδίων. Η δομή τόσο των ενσωματωμένων όσο και των περιφερειακών πρωτεϊνών φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Ολοκληρωμένες και Περιφερικές Πρωτεΐνες

Οι περισσότερες περιφερειακές πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως υποδοχείς, αντιγόνα και ένζυμα. Το κυτόχρωμα c στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι ένα παράδειγμα περιφερειακής πρωτεΐνης.

Ομοιότητες μεταξύ ολοκληρωμένων και περιφερειακών πρωτεϊνών

• Τόσο οι ενσωματωμένες όσο και οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι δύο τύποι μεμβρανικών πρωτεϊνών, οι οποίες συνδέονται με τη μεμβράνη του πλάσματος.
• Τόσο οι ενσωματωμένες όσο και οι περιφερειακές πρωτεΐνες περιέχουν υδρόφιλα συστατικά.
• Τόσο οι ενσωματωμένες όσο και οι περιφερειακές πρωτεΐνες εκτελούν σημαντικές λειτουργίες στο κύτταρο.

Διαφορά μεταξύ ολοκληρωμένων και περιφερειακών πρωτεϊνών

Ορισμός

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι πρωτεΐνες που συνδέονται μόνιμα στη μεμβράνη πλάσματος.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Οι περιφερειακές πρωτεΐνες είναι πρωτεΐνες που συνδέονται προσωρινά στη μεμβράνη πλάσματος.

Εναλλακτικά ονόματα

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες ονομάζονται εγγενείς πρωτεΐνες.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Οι περιφερειακές πρωτεΐνες ονομάζονται εξωγενείς πρωτεΐνες.

Τοποθεσία

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι ενσωματωμένες σε ολόκληρη τη μεμβράνη.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Οι περιφερειακές πρωτεΐνες βρίσκονται στην εσωτερική ή εξωτερική επιφάνεια της διπλοστοιβάδας των φωσφολιπιδίων.

Αλληλεπίδραση με τον υδρόφοβο πυρήνα της διπλοστοιβάδας λιπιδίων

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν σε μεγάλο βαθμό με τον υδρόφοβο πυρήνα της λιπιδικής διπλοστιβάδας.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Οι περιφερειακές πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν λιγότερο με τον υδρόφοβο πυρήνα της διπλής στοιβάδας των λιπιδίων.

Τύποι αλληλεπιδράσεων με διπλοστοιβάδα λιπιδίων

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες συνδέονται με τη λιπιδική διπλοστιβάδα με υδρόφοβες, ηλεκτροστατικές ή μη ομοιοπολικές αλληλεπιδράσεις.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Οι περιφερειακές πρωτεΐνες στην εσωτερική επιφάνεια της διπλοστοιβάδας των λιπιδίων συγκρατούνται από τον κυτταροσκελετό.

Συστατικό της πρωτεΐνης της μεμβράνης

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες αποτελούν το 70% των συνολικών πρωτεϊνών της μεμβράνης.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Οι περιφερειακές πρωτεΐνες αποτελούν το 30% των συνολικών πρωτεϊνών της μεμβράνης.

Υδρόφιλο/Υδρόφοβο

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες περιέχουν τόσο υδρόφιλα όσο και υδρόφοβα μέρη.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Οι περιφερειακές πρωτεΐνες περιέχουν υδρόφιλα μέρη.

Συνάρτηση

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως πρωτεΐνες-φορείς, πρωτεΐνες καναλιού και ένζυμα.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Οι περιφερειακές πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως υποδοχείς και επιφανειακά αντιγόνα.

Αφαίρεση πρωτεΐνης

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται απορρυπαντικά για την αφαίρεση ενσωματωμένων πρωτεϊνών από την πλασματική μεμβράνη.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Τα αραιά διαλύματα αλάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απομάκρυνση των περιφερειακών πρωτεϊνών από τη μεμβράνη του πλάσματος.

Παραδείγματα

Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες: Η γλυκοφορίνη, η ροδοψίνη και η αφυδρογονάση NADH είναι παραδείγματα ενσωματωμένων πρωτεϊνών.

Περιφερικές πρωτεΐνες: Το μιτοχονδριακό κυτόχρωμα c και η σπεκτρίνη ερυθροκυττάρων είναι παραδείγματα περιφερικών πρωτεϊνών.

Συμπέρασμα

Οι ολοκληρωμένες και περιφερειακές πρωτεΐνες είναι δύο τύποι μεμβρανικών πρωτεϊνών στη διπλοστοιβάδα φωσφολιπιδίων. Οι ενσωματωμένες πρωτεΐνες διεισδύουν στον υδρόφοβο πυρήνα της λιπιδικής διπλοστιβάδας ενώ οι περιφερειακές πρωτεΐνες συνδέονται με την ενδοκυτταρική ή εξωκυτταρική επιφάνεια της λιπιδικής διπλοστοιβάδας. Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι ένας τύπος ενσωματωμένων πρωτεϊνών. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενσωματωμένων και περιφερειακών πρωτεϊνών είναι η διείσδυση του υδρόφοβου πυρήνα της λιπιδικής διπλοστοιβάδας.

Αναφορά:

1. Lodish, Harvey. «Πρωτεΐνες μεμβράνης». Μοριακή Κυτταρική Βιολογία. 4th edition., U.S. National Library of Medicine, 1 Ιανουαρίου 1970, Διαθέσιμο εδώ.
2. "Ολοκληρωμένες πρωτεΐνες μεμβράνης." Πρωτεΐνες ενσωματωμένης μεμβράνης, Διαθέσιμες εδώ.
3. «Πρωτεΐνη περιφερικής μεμβράνης». Περιφερική πρωτεΐνη μεμβράνης, Διατίθεται εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Διαμεμβρανικός υποδοχέας» Από τον Mouagip (συζήτηση) (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. «Πρωτεΐνη μεμβράνης» Από τον Meng-jou wu στα αγγλικά Wikibooks – Μεταφέρθηκε από τα en.wikibooks στα Commons από τον Adrignola (Δημόσιος Τομέας) μέσω του Commons Wikimedia