什么是膜蛋白？

膜蛋白是一类广泛存在于生物体细胞膜上的蛋白质分子。它们在维持细胞结构完整性、调控物质运输和信号传导等方面起着重要作用。根据蛋白分离的难易及在膜中分布的位置，膜蛋白基本可分为三大类：外在膜蛋白或称外周膜蛋白、内在膜蛋白或称整合膜蛋白和脂锚定蛋白。膜蛋白包括糖蛋白，载体蛋白和酶等。

 

通常在膜蛋白外会连接着一些糖类，这些糖相当于会通过糖本身分子结构变化将信号传到细胞内。研究膜蛋白结构的技术包括X射线衍射等，常用于重组膜蛋白的表达系统有真核表达系统。

 

膜蛋白的类型：

目前存在不同类型的膜蛋白，例如：

①整合膜蛋白

②外周膜蛋白

③脂质结合蛋白

④两性蛋白

 

膜蛋白的特点：

膜蛋白有多种形状和大小，执行多种任务，但它们总是依赖于一些关键特征。 膜蛋白的一些区别特征如下。

①跨膜域： 跨膜结构域是延伸到脂质双层全长的蛋白质片段。 疏水性氨基酸残基是这些结构域的共同特征，它们介导与膜磷脂疏水性尾部的相互作用。

②疏水和亲水区域： 膜蛋白包含疏水和亲水结构域，使它们能够与脂质双层和两侧的水环境进行交流。

③选择性：膜蛋白的一个共同特征是它们能够调节某些分子或离子的通过。 通常是蛋白质的独特结构和电荷决定了它的选择性。

④受体位点： 当膜蛋白上的受体区域与各自的目标分子或离子结合时，这些区域就会被激活。 大多数时候， 分子 或由受体检测到的离子在受体上具有与该位点结构或化学相容的结合位点。

⑤构象变化： 当膜蛋白结合特定分子或离子时，它通常会发生构象变化，从而引发生物反应或允许蛋白质将结合的分子转运穿过膜。

⑥锚固：多种机制，包括与其他蛋白质的相互作用和与膜中脂质分子的结合，可用于将膜蛋白锚定到细胞膜。

⑦糖基化：碳水化合物链通过称为糖基化的过程与几种膜蛋白结合。 这种改变可以作为防止蛋白水解的保护措施，并作为细胞中下游蛋白质的信号。

跨膜结构域、疏水和亲水区域、选择性、受体位点、构象变化、锚定和糖基化都是膜蛋白的特性，对它们在细胞膜中的功能至关重要。 由于这些特性，膜中的蛋白质能够运输分子、发送信号、提供结构支持和催化反应。

 

膜蛋白的功能：

①运输功能

膜转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种。主动运输和协助扩散都需要载体蛋白。水分子进去细胞时需要水通道蛋白，还有一种离子通道蛋白，需要注意的是通过通道蛋白进出细胞因为不需要能量所以属于协助扩散。

 

②识别功能

 

两个不相邻细胞间信息交流是通过信号分子（如激素、神经递质、淋巴因子等）来完成的，而细胞膜上能与信息分子结合的便是细胞膜上的特异性受体。

 

细胞与细胞之间可以通过相互接触而相互识别，例如精子与卵细胞的相互识别，效应T细胞与靶细胞之间的相互识别就是依靠糖蛋白来完成的

 

③催化功能

 

膜蛋白可能是某些反应所需要的酶。例如Na+-K+泵中存在ATP水解酶；光反应、有氧呼吸之所以在膜上发生的原因之一就是膜上存在反应所需的相关酶。

 

④抗原功能

 

表面抗原能和特异的抗体结合，如人细胞表面有一种蛋白质抗原HLA，是一种变化极多的二聚体。不同的人有不同的HLA分子，器官移植时，被植入的器官常常被排斥，这就是因为植入细胞的HLA分子不为受体所接受之故。

 

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