Η βασική διαφορά μεταξύ ενσωματωμένων περιφερειακών και επιφανειακών πρωτεϊνών είναι ότι οι ενσωματωμένες και επιφανειακές πρωτεΐνες είναι μόνιμα ενσωματωμένες στη μεμβράνη πλάσματος, ενώ η περιφερειακή πρωτεΐνη συνδέεται χρονικά με τη μεμβράνη πλάσματος.
Η πλασματική μεμβράνη περιέχει μόρια άλλα από τα φωσφολιπίδια. Αυτά τα μόρια μπορεί να είναι είτε πρωτεΐνες είτε υδατάνθρακες. Η πλασματική μεμβράνη περιέχει ορισμένους τύπους πρωτεϊνών που παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στη λειτουργία των κυττάρων. Μια πρωτεΐνη μεμβράνης είναι ένα μόριο που προσκολλάται ή συνδέεται με την κυτταρική μεμβράνη ενός κυττάρου ή ενός οργανιδίου. Μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε διάφορους τύπους με βάση τη σχέση τους με τη μεμβράνη. Οι ενσωματωμένες περιφερειακές και επιφανειακές πρωτεΐνες είναι πρωτεΐνες μεμβράνης που είναι πολύ σημαντικές για τη δραστηριότητα των κυττάρων.
Τι είναι οι ολοκληρωμένες πρωτεΐνες;
Η ενσωματωμένη πρωτεΐνη είναι μια πρωτεΐνη μεμβράνης που κλειδώνεται μόνιμα στην κυτταρική μεμβράνη. Ως εκ τούτου, είναι μόνιμα συστατικά των βιολογικών μεμβρανών. Η ολοκληρωμένη πρωτεΐνη ταξινομείται κυρίως σε δύο τύπους ως διαμεμβρανικές πρωτεΐνες και ενσωματωμένες μονοτοπικές πρωτεΐνες. Η πρωτεΐνη διαμεμβρανικής μεμβράνης εκτείνεται σε ολόκληρη την πλασματική μεμβράνη. Από την άλλη πλευρά, η ενσωματωμένη μονοτοπική πρωτεΐνη είναι μόνιμα προσκολλημένη στη μεμβράνη μόνο από τη μία πλευρά. Η τρισδιάστατη δομή περίπου 160 διαφορετικών ενσωματωμένων πρωτεϊνών έχει προσδιοριστεί σε ατομική ανάλυση με πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό μέχρι τώρα.
Εικόνα 01: Μεμβράνη πλάσματος
Η μελέτη αυτών των πρωτεϊνών είναι πολύ δύσκολη λόγω των δυσκολιών στην εκχύλιση και την κρυστάλλωσή τους. Επιπλέον, οι δομές πολλών από αυτές τις ενσωματωμένες πρωτεΐνες είναι άμεσα διαθέσιμες σε τράπεζες δεδομένων πρωτεϊνών (PDB). Η ενσωματωμένη πρωτεΐνη μεμβράνης εκτελεί πολλές διαφορετικές λειτουργίες. Μπορεί να λειτουργήσει ως μεταφορείς, συνδετήρες, κανάλια, υποδοχείς, ένζυμα, δομικοί τομείς μεμβράνης και πρωτεΐνες κυτταρικής προσκόλλησης. Επιπλέον, περιλαμβάνει επίσης τη συσσώρευση και τη μεταγωγή ενέργειας. Μερικά παραδείγματα είναι πρωτεΐνες κυτταρικής προσκόλλησης, ροδοψίνη και περμεάση γλυκόζης, κ.λπ.
Τι είναι οι Περιφερικές Πρωτεΐνες;
Η περιφερική πρωτεΐνη είναι μια πρωτεΐνη μεμβράνης που συνδέεται προσωρινά με την πλασματική μεμβράνη. Συνήθως προσκολλάται σε ενσωματωμένες μεμβρανικές πρωτεΐνες για να διεισδύσει στις περιφερειακές περιοχές της λιπιδικής διπλοστοιβάδας. Για παράδειγμα, οι ρυθμιστικές πρωτεϊνικές υπομονάδες των διαύλων ιόντων και των διαμεμβρανικών υποδοχέων μπορούν να οριστούν ως περιφερειακές πρωτεΐνες. Αυτές οι πρωτεΐνες συνδέονται με ενσωματωμένες πρωτεΐνες ή λιπιδικές διπλές στοιβάδες μέσω ενός συνδυασμού υδρόφοβων, ηλεκτροστατικών και άλλων μη ομοιοπολικών αλληλεπιδράσεων.
Η περιφερική πρωτεΐνη μπορεί να διαχωριστεί μετά την επεξεργασία με ένα πολικό αντιδραστήριο (διάλυμα με υψηλό pH ή υψηλή συγκέντρωση άλατος). Μπορούν να τροποποιηθούν μετα-μεταφραστικά με προσθήκη αλυσίδων λιπαρού οξέος, διακυλογλυκερόλης ή πρενυλίου. Επιπλέον, οι κύριες λειτουργίες της περιφερειακής πρωτεΐνης είναι η κυτταρική υποστήριξη, η επικοινωνία, τα ένζυμα και η μοριακή μεταφορά, όπως η μεταφορά ηλεκτρονίων.
Τι είναι οι επιφανειακές πρωτεΐνες;
Οι επιφανειακές πρωτεΐνες είναι μεμβρανικές πρωτεΐνες που είναι μόνιμα ενσωματωμένες ή εκτείνονται στο στρώμα των κυτταρικών μεμβρανών πιο πολύπλοκων οργανισμών. Οι περισσότερες πρωτεΐνες της κυτταρικής επιφάνειας περιέχουν ένα συστατικό υδατανθράκων. Η επιφανειακή πρωτεΐνη είναι αναπόσπαστο μέρος του τρόπου με τον οποίο ένα κύτταρο αλληλεπιδρά με το περιβάλλον γύρω του.
Ορισμένες επιφανειακές πρωτεΐνες εκτίθενται στην εξωτερική πλευρά της μεμβράνης και έχουν συνδεδεμένες ομάδες υδατανθράκων στις εξωτερικές επιφάνειές τους. Ονομάζονται γλυκοπρωτεΐνες. Έχουν διαφορετικές λειτουργίες όπως δομικά συστατικά, λιπαντικά, ορμόνες, ένζυμα, μόρια μεταφοράς, υποδοχείς, αντιψυκτικές πρωτεΐνες, ρύθμιση ανάπτυξης, ομοιόσταση κ.λπ. Επιπλέον, η πρωτεΐνη της κυτταρικής επιφάνειας είναι πολύ σημαντική στη βιοϊατρική επιστήμη καθώς το 66% των εγκεκριμένων ανθρώπινων φαρμάκων που αναφέρονται στη βάση δεδομένων DrugBank στοχεύστε μια πρωτεΐνη κυτταρικής επιφάνειας.
Ομοιότητες μεταξύ ολοκληρωμένων περιφερειακών και επιφανειακών πρωτεϊνών
- Οι ολοκληρωμένες περιφερειακές και επιφανειακές πρωτεΐνες είναι πρωτεΐνες μεμβράνης.
- Αποτελούνται όλα από αμινοξέα.
- Όλα συνδέονται με τη λιπιδική διπλοστιβάδα των βιολογικών κυττάρων.
- Είναι πολύ σημαντικά για την κυτταρική επιβίωση.
Διαφορά μεταξύ ολοκληρωμένων περιφερειακών και επιφανειακών πρωτεϊνών
Ολοκληρωμένες και επιφανειακές πρωτεΐνες είναι μόνιμα ενσωματωμένες στη μεμβράνη πλάσματος, ενώ η περιφερική πρωτεΐνη συνδέεται προσωρινά με τη μεμβράνη πλάσματος. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ των ενσωματωμένων περιφερειακών και των επιφανειακών πρωτεϊνών.
Το παρακάτω infographic παραθέτει περισσότερες διαφορές μεταξύ ενσωματωμένων περιφερειακών και επιφανειακών πρωτεϊνών σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Ολοκληρωμένες έναντι Περιφερικών εναντίον Επιφανειακών Πρωτεϊνών
Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες αντιπροσωπεύουν μια σημαντική κατηγορία πρωτεϊνών που εμπλέκονται σε βασικές κυτταρικές και φυσιολογικές διεργασίες. Μια πρωτεΐνη μεμβράνης είναι ένα μόριο που συνδέεται ή σχετίζεται με την κυτταρική μεμβράνη ενός κυττάρου ή ενός οργανιδίου. Μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε διάφορους τύπους με βάση τη σχέση τους με τη μεμβράνη. Οι ενσωματωμένες περιφερειακές και επιφανειακές πρωτεΐνες είναι πολύ σημαντικές πρωτεΐνες μεμβράνης. Οι ενσωματωμένες και επιφανειακές πρωτεΐνες είναι μόνιμα ενσωματωμένες στην πλασματική μεμβράνη. Αντίθετα, η περιφερική πρωτεΐνη συνδέεται χρονικά με την πλασματική μεμβράνη. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ των ενσωματωμένων περιφερειακών και επιφανειακών πρωτεϊνών.
