Integrale eiwitten versus perifere eiwitten
Eiwitten worden beschouwd als macromoleculen, die uit een of meer polypeptideketens bestaan. De polypeptideketens zijn opgebouwd 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.
Integrale proteïne
Integrale eiwitten worden voornamelijk gevonden, geheel of gedeeltelijk ondergedompeld in de fosfolipidendubbellaag 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 van het binnenoppervlak tot het buitenoppervlak overspannen, worden transmembraaneiwitten genoemd. In transmembraaneiwitten zijn beide uiteinden die uit de lipidelaag steken polaire of hydrofiele gebieden. De middelste regio's zijn niet-polair en hebben hydrofobe aminozuren op hun oppervlak. Drie soorten interacties helpen 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 regio's van lipiden, glycolipiden of oligosachariden.
Perifere proteïne
Perifere eiwitten (extrinsieke eiwitten) zijn aanwezig op de binnenste en buitenste van de dubbellaag van fosfolipiden. Deze eiwitten zijn losjes aan het plasmamembraan gebonden, hetzij direct door interacties met polaire koppen van de dubbellaag van fosfolipiden, hetzij indirect door interacties met integrale eiwitten. Deze eiwitten vormen ongeveer 20-30% van de totale membraaneiwitten.
De meeste perifere eiwitten worden gevonden op het binnenste oppervlak of het cytoplasmatische oppervlak van het membraan. Deze eiwitten blijven gebonden door ofwel door covalente bindingen met vetketens ofwel door een oligosacharide aan fosfolipiden.
Wat is het verschil tussen integrale en perifere proteïne?
• Perifere eiwitten komen voor op het oppervlak van plasmamembraan, terwijl integrale eiwitten geheel of gedeeltelijk ondergedompeld in de lipidelaag van plasmamembraan voorkomen.
• Perifere eiwitten zijn losjes gebonden aan de lipide dubbellaag en hebben geen interactie met de hydrofobe kern tussen twee lagen fosfolipiden. Integrale eiwitten daarentegen zijn stevig gebonden en hebben een directe interactie 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 van het plasmamembraan te isoleren, maar voor isolatie van integrale eiwitten zijn milde behandelingen niet voldoende. Om de hydrofobe bindingen te verbreken, zijn wasmiddelen nodig. Zo kunnen integrale eiwitten uit het plasmamembraan worden geïsoleerd.
• 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 lipiden 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, geneesmiddel- en hormoonreceptoren, antigeen en rodopsine.
• Integrale eiwitten vertegenwoordigen ongeveer 70%, terwijl perifere eiwitten het resterende deel van plasmamembraaneiwitten vertegenwoordigen.
