什么是膜蛋白？

膜蛋白是一類廣泛存在于生物體細胞膜上的蛋白質分子。它們在維持細胞結構完整性、調控物質運輸和信號傳導等方面起著重要作用。根據蛋白分離的難易及在膜中分布的位置，膜蛋白基本可分為三大類：外在膜蛋白或稱外周膜蛋白、內在膜蛋白或稱整合膜蛋白和脂錨定蛋白。膜蛋白包括糖蛋白，載體蛋白和酶等。

通常在膜蛋白外會連接著一些糖類，這些糖相當于會通過糖本身分子結構變化將信號傳到細胞內。研究膜蛋白結構的技術包括X射線衍射等，常用于重組膜蛋白的表達系統(tǒng)有真核表達系統(tǒng)。

膜蛋白的類型：

目前存在不同類型的膜蛋白，例如：

①整合膜蛋白

②外周膜蛋白

③脂質結合蛋白

④兩性蛋白

膜蛋白的特點：

膜蛋白有多種形狀和大小，執(zhí)行多種任務，但它們總是依賴于一些關鍵特征。 膜蛋白的一些區(qū)別特征如下。

①跨膜域： 跨膜結構域是延伸到脂質雙層全長的蛋白質片段。 疏水性氨基酸殘基是這些結構域的共同特征，它們介導與膜磷脂疏水性尾部的相互作用。

②疏水和親水區(qū)域： 膜蛋白包含疏水和親水結構域，使它們能夠與脂質雙層和兩側的水環(huán)境進行交流。

③選擇性：膜蛋白的一個共同特征是它們能夠調節(jié)某些分子或離子的通過。 通常是蛋白質的獨-特結構和電荷決定了它的選擇性。

④受體位點： 當膜蛋白上的受體區(qū)域與各自的目標分子或離子結合時，這些區(qū)域就會被激活。 大多數時候， 分子 或由受體檢測到的離子在受體上具有與該位點結構或化學相容的結合位點。

⑤構象變化： 當膜蛋白結合特定分子或離子時，它通常會發(fā)生構象變化，從而引發(fā)生物反應或允許蛋白質將結合的分子轉運穿過膜。

⑥錨固：多種機制，包括與其他蛋白質的相互作用和與膜中脂質分子的結合，可用于將膜蛋白錨定到細胞膜。

⑦糖基化：碳水化合物鏈通過稱為糖基化的過程與幾種膜蛋白結合。 這種改變可以作為防止蛋白水解的保護措施，并作為細胞中下游蛋白質的信號。

跨膜結構域、疏水和親水區(qū)域、選擇性、受體位點、構象變化、錨定和糖基化都是膜蛋白的特性，對它們在細胞膜中的功能至關重要。 由于這些特性，膜中的蛋白質能夠運輸分子、發(fā)送信號、提供結構支持和催化反應。

膜蛋白的功能：

①運輸功能

膜轉運蛋白分為載體蛋白和通道蛋白兩種。主動運輸和協助擴散都需要載體蛋白。水分子進去細胞時需要水通道蛋白，還有一種離子通道蛋白，需要注意的是通過通道蛋白進出細胞因為不需要能量所以屬于協助擴散。

②識別功能

兩個不相鄰細胞間信息交流是通過信號分子（如激素、神經遞質、淋巴因子等）來完成的，而細胞膜上能與信息分子結合的便是細胞膜上的特異性受體。

細胞與細胞之間可以通過相互接觸而相互識別，例如精子與卵細胞的相互識別，效應T細胞與靶細胞之間的相互識別就是依靠糖蛋白來完成的

③催化功能

膜蛋白可能是某些反應所需要的酶。例如Na+-K+泵中存在ATP水解酶；光反應、有氧呼吸之所以在膜上發(fā)生的原因之一就是膜上存在反應所需的相關酶。

④抗原功能

表面抗原能和特異的抗體結合，如人細胞表面有一種蛋白質抗原HLA，是一種變化極多的二聚體。

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