膜蛋白質

鉀離子通道鉀通道 Kv1.2/2.1 嵌合體的晶體結構。雙層脂膜的計算烴邊界是由紅色和藍色點表示。

膜蛋白（英語：membrane protein）是指能夠結合或整合到細胞或胞器的膜上的蛋白質的總稱。而細胞中一半以上的蛋白質可以與膜以不同形式結合。根據與膜結合強度的不同以及位置，膜蛋白可以被分為三類：外在膜蛋白（或稱外周膜蛋白）、整合膜蛋白和脂錨定蛋白。

主要類型

• 整合膜蛋白是鑲嵌在磷脂雙分子層上的蛋白質，總是與膜結合在一起，往往可多次跨膜，形成多個α-螺旋構成的跨膜通道。可以定義為需要通過人工加入去垢劑（如SDS或Triton X-100）或其他非極性溶劑才能夠從膜中分離出來的蛋白質。其跨膜結構域通常是由20-25個非極性胺基酸組成的α-螺旋結構，而親水結構域則伸出細胞質面和膜的外表面。內在膜蛋白還可以根據與雙分子膜之間結合關係的差異細分為：
  • 跨膜蛋白，顧名思義即跨越膜的兩端的蛋白質，其跨膜結構域常為α-螺旋，也有一部分跨膜蛋白以β-摺疊形成桶裝跨膜通道。
  • 單向整合膜蛋白，其只從一個方向（膜外或膜內）與膜結合，雖然部分插入膜中，但不跨膜。
• 外在膜蛋白是能夠暫時與膜或整合膜蛋白結合的蛋白質，主要是通過疏水、靜電和其他非共價相互作用來進行結合，這種結合可以通過加入極性試劑，如高pH或高鹽溶液來破壞。
• 脂錨定蛋白是膜蛋白以共價鍵與脂相連，並以脂肪酸鏈插入膜中，細胞外表面和胞質面都存在

內在膜蛋白和外在膜蛋白都可以被轉譯後修飾，如加上脂肪酸鏈和異戊二烯化，有助於與脂膜的結合。

參見

• 內在膜蛋白
  • 跨膜蛋白
• 外在膜蛋白
• 脂錨定蛋白
• 離子泵
• 運輸蛋白
• 離子通道
• 受體

參考文獻

書籍

• 吳光耀 主編：《精英教案》，軍事宜文出版社，2005

延伸閱讀

• 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.

外部連結

組織

• Membrane Protein Structural Dynamics Consortium （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Transmembrane Protein Center （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） at University of Wisconsin-Madison

膜蛋白質資料庫

• 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 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 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)

延伸閱讀

• （英文）The Human Membrane Proteome （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - A comprehensive article covering the transmembrane protein component of the human proteome