חלבונים אינטגרליים לעומת חלבונים היקפיים
חלבונים נחשבים כמולקולות מאקרו, המורכבות משרשרת פוליפפטיד אחת או יותר. שרשראות הפוליפפטיד בנויות מחומצות אמינו הקשורות ביניהן על ידי קשרי פפטיד. ניתן לקבוע את המבנה הראשוני של חלבון לפי רצף חומצות האמינו. גנים מסוימים מקודדים לחלבונים רבים. גנים אלו קובעים את רצף חומצת האמינו, ובכך קובעים את המבנה העיקרי שלהם. חלבונים אינטגרליים והיקפיים נחשבים "חלבוני ממברנת פלזמה" בשל התרחשותם. חלבונים אלה אחראים בדרך כלל ליכולת של התא לקיים אינטראקציה עם הסביבה החיצונית.
חלבון אינטגרלי
חלבונים אינטגרליים נמצאים בעיקר שקועים באופן מלא או חלקי בשכבת הפוספוליפידים של ממברנת הפלזמה. לחלבונים אלה יש אזורים קוטביים ולא קוטביים עליהם. ראשי קוטב בולטים מפני השטח של הדו-שכבה בעוד שאזורים לא-קוטביים משובצים בה. בדרך כלל רק האזורים הלא קוטביים מקיימים אינטראקציה עם הליבה ההידרופוביה של ממברנת הפלזמה על ידי יצירת קשרים הידרופוביים עם זנבות חומצות השומן של הפוספוליפידים.
החלבונים האינטגרליים המתפרשים על כל הממברנה מהמשטח הפנימי ועד לפני השטח החיצוני נקראים חלבונים טרנסממברניים. בחלבונים טרנסממברניים, שני הקצוות היוצאים משכבת הליפיד הם אזורים קוטביים או הידרופיליים. האזורים האמצעיים אינם קוטביים ועל פניהם חומצות אמינו הידרופוביות. שלושה סוגים של אינטראקציות עוזרות להטמיע חלבונים אלו בשכבת השומנים הדו-שכבתית, דהיינו אינטראקציות יוניות עם הראשים הקוטביים של מולקולות פוספוליפידים, אינטראקציות הידרופוביות עם הזנב ההידרופובי של מולקולות פוספוליפידים ואינטראקציות ספציפיות עם אזורים מסוימים של שומנים, גליקוליפידים או אוליגוליפידים.
חלבון היקפי
חלבונים היקפיים (חלבונים חיצוניים) נמצאים על הדו-שכבה הפנימית והחיצונית של הפוספוליפידים. חלבונים אלה קשורים באופן רופף לממברנת הפלזמה או ישירות על ידי אינטראקציות עם ראשים קוטביים של דו-שכבה פוספוליפידים או בעקיפין על ידי אינטראקציות עם חלבונים אינטגרליים. חלבונים אלה מהווים כ-20-30% מסך חלבוני הממברנה.
רוב החלבונים ההיקפיים נמצאים על פני השטח הפנימיים ביותר או המשטח הציטופלזמי של הממברנה. חלבונים אלה נשארים מוגבלים על ידי קשרים קוולנטיים עם שרשראות שומניות או דרך אוליגוסכריד לפוספוליפידים.
מה ההבדל בין חלבון אינטגרלי לפריפריאלי?
• חלבונים היקפיים מתרחשים על פני ממברנת הפלזמה ואילו חלבונים אינטגרליים מתרחשים שקועים באופן מלא או חלקי בשכבת הליפיד של קרום הפלזמה.
• חלבונים היקפיים קשורים באופן רופף לדו-שכבת השומנים ואינם מקיימים אינטראקציה עם הליבה ההידרופוביה בין שתי שכבות של פוספוליפידים.לעומת זאת, חלבונים אינטגרליים קשורים בחוזקה ומקיימים אינטראקציה ישירה עם הליבה ההידרופוביה של ממברנת הפלזמה. בשל סיבות אלו, פירוק חלבון אינטגרלי קשה יותר מחלבונים היקפיים.
• ניתן להשתמש בטיפולים מתונים לבידוד חלבונים היקפיים מממברנת הפלזמה, אך לבידוד של חלבונים אינטגרליים, טיפולים מתונים אינם מספיקים. כדי לשבור את הקשרים ההידרופוביים, נדרשים חומרי ניקוי. לפיכך, ניתן לבודד חלבונים אינטגרליים מממברנת הפלזמה.
• לאחר בידוד של שני חלבונים אלה מממברנת הפלזמה, ניתן להמיס חלבונים היקפיים במאגרים מימיים ניטרליים בעוד שחלבונים אינטגרלים אינם ניתנים להמסה במאגרים מימיים ניטרליים.
• בניגוד לחלבונים היקפיים, חלבונים אינטגרליים קשורים לליפידים כשהם מתמוססים.
• דוגמאות לחלבונים היקפיים הם ספקטרין של אריתרוציטים, ציטוכרום C ו-ATP-ase של מיטוכונדריה ואצטילכולין אסטראז בממברנות אלקטרופלקס. דוגמאות לחלבונים אינטגרליים הם אנזימים הקשורים לממברנה, קולטני תרופות והורמונים, אנטיגן ורודופסין.
• חלבונים אינטגרליים מייצגים כ-70% בעוד שחלבונים היקפיים מייצגים את החלק הנותר של חלבוני הממברנה בפלזמה.
