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膜蛋白质

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钾离子通道钾通道 Kv1.2/2.1 嵌合体的晶体结构。双层脂膜的计算烃边界是由红色和蓝色点表示。

膜蛋白(英语:membrane protein)是指能够结合或整合到细胞细胞器的膜上的蛋白质的总称。而细胞中一半以上的蛋白质可以与膜以不同形式结合。根据与膜结合强度的不同以及位置,膜蛋白可以被分为三类:外在膜蛋白英语Peripheral membrane protein(或称外周膜蛋白)、整合膜蛋白脂锚定蛋白英语Lipid-anchored protein

主要类型

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  • 整合膜蛋白是镶嵌在磷脂双分子层上的蛋白质,总是与膜结合在一起,往往可多次跨膜,形成多个α-螺旋构成的跨膜通道。可以定义为需要通过人工加入去垢剂(如SDS或Triton X-100)或其他非极性溶剂才能够从膜中分离出来的蛋白质。其跨膜结构域通常是由20-25个非极性氨基酸组成的α-螺旋结构,而亲水结构域则伸出细胞质面和膜的外表面。内在膜蛋白还可以根据与双分子膜之间结合关系的差异细分为:
    • 跨膜蛋白,顾名思义即跨越膜的两端的蛋白质,其跨膜结构域常为α-螺旋,也有一部分跨膜蛋白以β-折叠形成桶装跨膜通道。
    • 单向整合膜蛋白,其只从一个方向(膜外或膜内)与膜结合,虽然部分插入膜中,但不跨膜。
  • 外在膜蛋白英语Peripheral membrane protein是能够暂时与膜或整合膜蛋白结合的蛋白质,主要是通过疏水静电和其他非共价相互作用来进行结合,这种结合可以通过加入极性试剂,如高pH或高盐溶液来破坏。
  • 脂锚定蛋白英语Lipid-anchored protein是膜蛋白以共价键与脂相连,并以脂肪酸链插入膜中,细胞外表面和胞质面都存在

内在膜蛋白和外在膜蛋白都可以被翻译后修饰,如加上脂肪酸链和异戊二烯化英语Prenylation,有助于与脂膜的结合。

参见

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参考文献

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书籍

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  • 吴光耀 主编:《精英教案》,军事宜文出版社,2005

延伸阅读

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  • Protein-lipid interactions (Ed. L.K. Tamm) Wiley, 2005.
  • Popot J-L. and Engelman D.M. 2000. Helical membrane protein folding, stability, and evolution. Annu. Rev. Biochem. 69: 881-922.
  • Bowie J.U. 2005. Solving the membrane protein folding problem. Nature 438: 581-589.
  • Cho, W. and Stahelin, R.V. 2005. Membrane-protein interactions in cell signaling and membrane trafficking. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 34: 119–151.
  • Goni F.M. 2002. Non-permanent proteins in membranes: when proteins come as visitors. Mol. Membr. Biol. 19: 237-245.
  • Johnson J.E. and Cornell R.B. 1999. Amphitropic proteins: regulation by reversible membrane interactions. Mol. Membr. Biol. 16: 217-235.
  • Seaton B.A. and Roberts M.F. Peripheral membrane proteins. pp. 355-403. In Biological Membranes (Eds. K. Mertz and B.Roux), Birkhauser Boston, 1996.

外部链接

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组织

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膜蛋白质数据库

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延伸阅读

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