Co Jsou Periferní Proteiny
Periferní protein, nebo periferní membránové proteiny jsou skupina biologicky aktivních molekul tvořeny z aminokyselin, které se podílejí na povrchu lipidové dvojvrstvy buněčných membrán. Na rozdíl od integrálních membránových proteinů, periferní proteiny nevstupují do hydrofobního prostoru uvnitř buněčné membrány. Místo toho mají periferní proteiny specifické sekvence aminokyselin, které jim umožňují přitahovat k fosfátovým hlavám lipidových molekul nebo k integrálním proteinům.
schopnost navázat se na membránu, ale ne ji uzamknout, umožňuje periferním proteinům pracovat na povrchu buněčné membrány. Periferní proteiny mohou být aktivovány nebo deaktivovány řadou různých cest. Mnoho periferních proteinů je také součástí mnoha složitých biochemických cest. Mohou se podílet na pohybu látek uvnitř nebo vně buňky, aktivovat jiné proteiny a enzymy nebo se podílet na interakcích buněk s buňkami.
struktura periferních proteinů
na obrázku níže je označeno několik periferních proteinů. Periferní protein nemá určitou strukturu, ale má několik klíčových aspektů, které z něj činí periferní protein.
nejprve jsou všechny periferní proteiny spojeny s buněčnou membránou. Aminokyselinové sekvence těchto proteinů jsou jedinečné v tom, že přitahují proteiny k membráně a mají tendenci se shromažďovat na povrchu membrány. To jim umožňuje být na správném místě, aby mohli provádět své určené akce. Na obrázku jsou oranžové periferní proteiny připojeny buď k molekulám lipidů fosfoglyceridů, které tvoří lipidovou dvojvrstvu, nebo k integrálním proteinům. Protein bez těchto oblastí aminokyselin by nebyl přitahován k membráně. Byl by distribuován rovnoměrně v celé cytoplazmě a nebyl by periferním proteinem.
za druhé, periferní proteiny nemají hydrofobní oblast aminokyselin. Toto a polarita jiných aminokyselinových skupin udržuje periferní proteiny na povrchu buněčné membrány. To je způsobeno amfipatickou povahou fosfoglyceridů. To znamená, že modrá oblast „hlavy“ je polární a hydrofilní. Žluté „ocasy“, které tvoří střed membrány, jsou hydrofobní. Aby se zabránilo nasávání do membrány, mají periferní proteiny často na svém povrchu vystavené množství hydrofilních aminokyselin. Integrální proteiny vystavují hydrofobní aminokyseliny uprostřed a hydrofilní aminokyseliny na částech vystavených vodě. To je účinně uzamkne uvnitř membrány.
Funkce Periferní Proteiny
Podpora
Jedna z hlavních rolí periferní proteiny je přímá a udržovat obě intracelulární cytoskelet a komponent extracelulární matrix. Obě tyto struktury jsou tvořeny řadou organel, vláken a tubulů. Tyto malé struktury mohou poskytnout tuhost nebo napětí, ale potřebují něco, k čemu se připojí.
periferní proteiny mohou poskytnout tento bod připojení k buněčné membráně. Buňky používají svůj cytoskelet a extracelulární matrici mnoha způsoby. Nejčastěji se používají k řízení tvaru a velikosti buňky. Cytoskeleton také poskytuje funkce pohybu kolem produktů metabolismu a může být ukončen nebo iniciován z různých periferních proteinů. Například balíček proteinů čerstvě zabalených v Golgiho aparátu se může pohybovat cytosolem pomocí cytoskeletu. Když dosáhne buněčnou membránu, aby být vyloučen, konkrétní periferní proteiny rozpoznat balíček, a zahájit proces vyhoštění.
komunikace
extracelulární matrice je kromě poskytování strukturální podpory také rozsáhlou sítí pro shromažďování informací v mnoha buňkách. Bakterie například používají řetězec reakcí začínajících ve vláknech jejich extracelulární matrice ke stimulaci periferních proteinů. Tyto proteiny pak předávají zprávu integrálním proteinům a zpráva je nesena uvnitř buňky. Zde je předán jinému perifernímu proteinu a nakonec je zahájena odpověď.
tímto způsobem se mikroskopický organismus nebo buňka může dozvědět mnoho o svém bezprostředním prostředí. Tímto způsobem buňky, které rostou společně, aby vytvořily mnohobuněčný organismus, reagují a přestanou růst ve vhodnou dobu. Periferní proteiny, stejně jako mnoho dalších proteinů a chemických signálů, vytvářejí zřetězené reakce, které mohou stimulovat reakci DNA nebo jiných organel. Tímto způsobem může buňka růst více, reagovat na nebezpečí nebo dokonce uvolňovat vlastní toxiny na základě svého mikroprostředí a signálů, které přijímá.
kromě toho, mnoho periferní proteiny lze připojit a odpojit z membrány, na základě určitých faktorů, jako je pH a teplota. To umožňuje buňce vyvinout různé taktiky pro různá prostředí, stejně jako kontrolní procesy, jako je buněčná signalizace a příjem hormonů.
enzymy
na povrchu buněčných membrán existuje mnoho periferních proteinů, které provádějí působení na specifický substrát. To může být rozebrat nebo kombinovat s jinou molekulou. Periferní proteiny s jednoduchou enzym funkce jsou často periferní proteiny, protože molekuly, které jsou potřebné v rámci nebo v blízkosti buněčné membrány. Například několik enzymů, které řídí syntézu a destrukci samotné buněčné membrány, jsou periferní proteiny.
přenos molekul
mnoho periferních proteinů se také podílí na přenosu malých molekul nebo elektronů. Tyto proteiny díky své afinitě k buněčné membráně umožňují reakcím zůstat v těsném prostoru a být vysoce koordinovány. Mnoho proteinů nalezených v elektronovém transportním řetězci jsou periferní proteiny. Tyto proteiny přenášejí elektrony z integrálních proteinů, na které jsou připojeny, a mohou elektrony přenášet na jiné proteiny a molekuly. Účinně to ukládá energii z rozkladu produktů glykolýzy na snadno přístupné molekuly nebo ATP. Jiné molekuly, které jsou hydrofobní, se mohou vázat na periferní proteiny a procházet různými metodami přes nebo přes membránu.
kvíz
1. Defensiny jsou typem molekuly produkované imunitním systémem hmyzu. Tyto periferní proteiny se připevňují k povrchu bakteriálních buněk a vytvářejí malou díru. To zase rozbije buňku otevřenou, což umožňuje její obsah vytéct a zabíjet bakterie. Proč je důležité, aby defenziny byly periferní proteiny?
A. To není důležité,
B. Periferní proteiny jsou přitahovány do buněčných membrán, kde pracují,
C. defensin bílkoviny je třeba integrovat do membrány
2. Proč mají periferní proteiny na svém povrchu hydrofilní než hydrofobní aminokyseliny?
A. K formě dluhopisů s hydrofilní oblasti membránové
B. Na zámku sám s membránou
C. K zastavení molekuly od odpojení z membrány
3. Jaký je hlavní rozdíl mezi integrálním proteinem a periferním proteinem?
A. Integrální proteiny sedět na povrchu buňky
B. Periferní proteiny přes buněčnou membránu,
C. Integrální proteiny kříž do hydrofobní oblasti membrány
- Lodish, h., Berk, a., Kaiser, C. a., Krieger, m., Scott, M. P., Bretscher, a., . . . Matsudaira, P. (2008). Molekulární Buněčná biologie (6.vydání.). New York: W. H. Freeman a společnost.
- McMahon, M. J. Kofranek, A. M., & Rubatzky, V. E. (2011). Rostlinná věda: růst, vývoj a využití pěstovaných rostlin (5.vydání.). Boston: Prentince Hall.
- Nelson, D. L., & Cox, M.M. (2008). Principy biochemie. New York: W. H. Freeman a společnost.