1. Особливості та характеристика мембранних білків

МЕМБРАННІ БІЛКИ

Мембрани різняться між собою за вмістом білка.

Наприклад, у мієліновій оболонці невелика кількість білка, приблизно 18% від загальної маси мембрани.

В інших клітинах загальна маса білка становить до 50%, а в мембранах мітохондрій та хлоропластах до 75%.

Мембранні білки забезпечують специфічні властивості плазматичної мембрани.

Відносно розміщення у ліпідному шарі мембранні білки поділяють на:

Інтегральні білки;

Напівінтегральні білки;

Периферичні білки.

ІНТЕГРАЛЬНІ БІЛКИ

• Важко виділити;

• Підтримують асоціацію з ліпідами;

• Містять значну кількість гідрофобних АМ;

• Асиметрично орієнтовані амфіфіли;

• Трансмембранні білки.

Пронизують подвійний бішар ліпідів, формують канал, з гідрофобною порою, крім гідрофільних ділянок, містять й гідрофобні.

• Інтегральна частина

  • неполярні АК

    • гідрофобна

    • якір білка всередині мембрани

• Частина над поверхнею мембрани

  • полярні АК

    • гідрофільна

    • поширена у позаклітинній рідині & цитозолі

Тобто крім електростатичних взаємодій, з фрагментами мембран формують гідрофобні взаємодії.

Представниками інтегральних білків є глікофорин А (глікопротеїн), бактеріородопсин, порини бактерій.

ПЕРЕФЕРИЧНІ БІЛКИ

• Легко виділити:

  • Висока концентрація іонів

  • Зміни pH середовища

• Вільно прикріплені до ліпідів;

• Розчинні у воді (e.g. cytochrome c);

• Нормальний амінокислотний склад.

Розміщені на периферії подвійного бішару ліпідів і не формують сильних зв'язків з його компонентами. Зв'язані з полярними головками ліпідів або/чи приєднані до цитоплазматичних ділянок інтегральних білків

Зв'язані з допомогою електростатичних зв'язків. Легко висолюються або детергуються ЕДТА. Переважно це глобулярні білки, однак фібрилярні білки , котрі входять до склад цитоскелету, також належать до переферичних.

Ліпідний бішар притягує гідрофобні білки

2. Асиметрія мембран

Трансмембранна асиметрія мембрани свідчить про те, що різні половини бішару має різний склад. Встановлено, що інтегральні мембранні білки вмонтовані в мембрану АСИМЕТРИЧНО і ця асиметрія є стабільною.

Існують дані про латеральну гетерогенність біологічних мембран, це можуть бути досить значні спеціалізовані ділянки мембрани.

3. Динаміка мембран

Багато мембранних білків здатні до динаміки.

Однак рухи білків частково є обмежені через взаємодію з цитоскелетом та з іншими мембранними білками.

Рухливість мембранних білків показали на експериментальному змішуванні мембранних білків клітини миші та людини, з додаванням флоресцентної мітки.

4. Методи дослідження мембранних білків

Для вивчення мембранних білків використовують метод солюбілізації, за допомогою детергентів було очищено багато мембранних білків. Наприклад, фоторецепторний білок родопсин з клітин сітківки, Са2+-АТФазу з саркоплазматичного ретикулуму.

Детергенти – амфіфільні структури, котрі як і ліпіди, складаються з полярної головки і гідрофобного хвоста.

Детергенти поділяють на три категорії:

1)Іонні – катіонні чи аніонні (приклад, ДСН) – екстрагують білки з мембран, здатні до денатурації.

2)Неіонні – (приклад, Тритон Х-100) – екстрагують білки з мембран, не здатні до денатурації, використовують переважно в кристалографії

3)Цвітеріони – (приклад, CHAPS) – містять у своєму складі позитивний та негативний заряди, не діють як іонні детергенти.

Для кожного детергенту характерна Критична Концентрація Міцелоутворення (ККМ) – концентрація детергенту, коли всі молекули задіяні в утворені міцел.

Детергенти використовують в таких методах дослідження: