Integrale eiwitten versus perifere eiwitten
Eiwitten worden beschouwd als macromoleculen, die bestaan uit een of meer polypeptideketens. De polypeptideketens bestaan uit aminozuren die aan elkaar zijn gebonden door peptidebindingen. De primaire structuur van een eiwit kan worden bepaald door de aminozuursequentie. Bepaalde genen coderen voor veel eiwitten. Deze genen bepalen de volgorde van aminozuren en bepalen daarmee hun primaire structuur. Integrale en perifere eiwitten worden vanwege hun voorkomen beschouwd als 'plasmamembraaneiwitten'. Deze eiwitten zijn over het algemeen verantwoordelijk voor het vermogen van een cel om te interageren met de externe omgeving.
Integraal eiwit
Integrale eiwitten worden voornamelijk aangetroffen, geheel of gedeeltelijk ondergedompeld in de fosfolipide dubbellaag van het plasmamembraan. Deze eiwitten hebben zowel polaire als niet-polaire gebieden. Polaire koppen steken uit het oppervlak van de dubbellaag, terwijl niet-polaire gebieden erin zijn ingebed. Gewoonlijk interageren alleen de niet-polaire gebieden met de hydrofobe kern van het plasmamembraan door hydrofobe bindingen te maken met de vetzuurstaarten van de fosfolipiden.
De integrale eiwitten die het hele membraan overspannen van het binnenoppervlak tot het buitenoppervlak, worden transmembraaneiwitten genoemd. In transmembraaneiwitten zijn beide uiteinden die uit de lipidelaag steken polaire of hydrofiele gebieden. De middelste gebieden zijn niet-polair en hebben hydrofobe aminozuren op hun oppervlak. Drie soorten interacties helpen om deze eiwitten in de lipidedubbellaag in te bedden, namelijk ionische interacties met de polaire koppen van fosfolipidemoleculen, hydrofobe interacties met de hydrofobe staarten van fosfolipidemoleculen en specifieke interacties met bepaalde gebieden van lipiden, glycolipiden of oligosacchariden.
Perifere proteïne
Perifere eiwitten (extrinsieke eiwitten) zijn aanwezig op de binnenste en buitenste van de fosfolipide dubbellaag. Deze eiwitten zijn losjes gebonden aan het plasmamembraan, hetzij direct door interacties met polaire koppen van fosfolipiden dubbellaag, hetzij indirect door interacties met integrale eiwitten. Deze eiwitten vormen ongeveer 20-30% van de totale membraaneiwitten.
De meeste perifere eiwitten bevinden zich op het binnenste of cytoplasmatische oppervlak van het membraan. Deze eiwitten blijven gebonden door ofwel covalente bindingen met vetketens ofwel via een oligosaccharide aan fosfolipiden.
Wat is het verschil tussen integraal en perifeer eiwit?
• Perifere eiwitten komen voor op het oppervlak van het plasmamembraan, terwijl integrale eiwitten geheel of gedeeltelijk ondergedompeld zijn in de lipidelaag van het plasmamembraan.
• Perifere eiwitten zijn losjes gebonden aan de lipidedubbellaag en hebben geen interactie met de hydrofobe kern tussen twee lagen fosfolipiden. Daarentegen zijn integrale eiwitten stevig gebonden en staan ze direct in wisselwerking met de hydrofobe kern van het plasmamembraan. Om deze redenen is integrale eiwitdissociatie moeilijker dan perifere eiwitten.
• Milde behandelingen kunnen worden gebruikt om perifere eiwitten uit het plasmamembraan te isoleren, maar voor isolatie van integrale eiwitten zijn milde behandelingen niet voldoende. Om de hydrofobe bindingen te verbreken, zijn detergentia vereist. Aldus kunnen integrale eiwitten worden geïsoleerd uit het plasmamembraan.
• Na isolatie van deze twee eiwitten uit het plasmamembraan, kunnen perifere eiwitten worden opgelost in neutrale waterige buffers, terwijl integrale eiwitten niet kunnen worden opgelost in neutrale waterige buffers of aggregaten.
• In tegenstelling tot perifere eiwitten worden integrale eiwitten geassocieerd met lipide wanneer ze worden opgelost.
• Voorbeelden van perifere eiwitten zijn spectrine van erytrocyten, cytochroom C en ATP-ase van mitochondriën en acetylcholinesterase in elektroplaxmembranen. Voorbeelden van integrale eiwitten zijn membraangebonden enzymen, medicijn- en hormoonreceptoren, antigeen en rhodopsine.
• Integrale eiwitten vertegenwoordigen ongeveer 70%, terwijl perifere eiwitten het resterende deel van plasmamembraaneiwitten vertegenwoordigen.
