膜蛋白质

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或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（或称外周膜蛋白）、整合膜蛋白和脂锚定蛋白。

主要类型

• 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，有助于与脂膜的结合。

参见

• 内在膜蛋白
  • 跨膜蛋白
• 外在膜蛋白
• 脂锚定蛋白
• 离子泵
• 运输蛋白
• 离子通道
• 受体

参考文献

书籍

• 吴光耀 主编：《精英教案》，军事宜文出版社，2005

延伸阅读

• 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

组织

• Membrane Protein Structural Dynamics Consortium （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Transmembrane Protein Center （页面存档备份，存于互联网档案馆） at University of Wisconsin-Madison

膜蛋白质资料库

• List of transmembrane proteins of known 3D structure
• TCDB - Transporter Classification database
• Orientations of Proteins in Membranes (OPM) database 3D structures of integral and peripheral membrane proteins arranged in the lipid bilayer
• Membrane PDB （页面存档备份，存于互联网档案馆） Database of 3D structures of integral membrane proteins and hydrophobic peptides with an emphasis on crystallization conditions
• Protein Data Bank of Transmembrane Proteins 3D models of all transmembrane proteins currently in PDB. Approximate positions of membrane boundary planes were calculated for each PDB entry.
• TransportDB Genomics-oriented database of transporters from TIGR
• Membrane targeting domains (MeTaDoR)

延伸阅读

• （英文）The Human Membrane Proteome （页面存档备份，存于互联网档案馆） - A comprehensive article covering the transmembrane protein component of the human proteome