Hvad er perifere proteiner
perifert protein eller perifere membranproteiner er en gruppe af biologisk aktive molekyler dannet af aminosyrer, der interagerer med overfladen af lipid-dobbeltlaget af cellemembraner. I modsætning til integrerede membranproteiner kommer perifere proteiner ikke ind i det hydrofobe rum i cellemembranen. I stedet har perifere proteiner specifikke sekvenser af aminosyrer, som gør det muligt for dem at tiltrække til fosfathovederne i lipidmolekylerne eller til integrerede proteiner.
evnen til at fastgøre til membranen, men ikke være låst til den, gør det muligt for perifere proteiner at arbejde på overfladen af cellemembranen. Perifere proteiner kan aktiveres eller deaktiveres gennem en række forskellige veje. Mange perifere proteiner er også en del af mange komplekse biokemiske veje. De kan være involveret i at flytte stoffer inden for eller uden for en celle, aktivere andre proteiner eller være involveret i celle til celle interaktioner.
struktur af perifere proteiner
på billedet nedenfor er flere perifere proteiner mærket. Et perifert protein har ikke en bestemt struktur, men det har flere vigtige aspekter, der gør det til et perifert protein.
for det første er alle perifere proteiner forbundet med cellemembranen. Aminosyresekvenserne af disse proteiner er unikke, idet de trækker proteinerne til membranen, og de har tendens til at samles på overfladen af membranen. Dette giver dem mulighed for at være på det rigtige sted for at udføre deres udpegede handling. På billedet ses de orange perifere proteiner bundet til enten phosphoglycerid-lipidmolekylerne, der udgør lipid-dobbeltlaget, eller til integrerede proteiner. Et protein uden disse områder af aminosyrer ville ikke blive tiltrukket af membranen. Det ville blive fordelt jævnt i hele cytoplasmaet og ville ikke være et perifert protein.
for det andet har perifere proteiner ikke en hydrofob region af aminosyrer. Dette og polariteten af andre aminosyregrupper holder de perifere proteiner på overfladen af cellemembranen. Dette skyldes den amfipatiske karakter af phosphoglycerider. Dette betyder, at det blå “hoved” – område er polært og hydrofilt. De gule” haler”, som udgør midten af membranen, er hydrofobe. For at undgå at blive suget ind i membranen har perifere proteiner ofte masser af hydrofile aminosyrer udsat for deres overflade. Integrerede proteiner udsætter hydrofobe aminosyrer i midten og hydrofile aminosyrer på de dele, der udsættes for vand. Dette låser dem effektivt inde i membranen.
funktioner af perifere proteiner
Support
en af hovedrollerne for perifere proteiner er at lede og vedligeholde både det intracellulære cytoskelet og komponenterne i den ekstracellulære matrice. Begge disse strukturer er dannet af en række organeller, filamenter og tubuli. Disse små strukturer kan give stivhed eller spænding, men de har brug for noget at knytte til.
perifere proteiner kan tilvejebringe dette fastgørelsespunkt til cellemembranen. Celler bruger deres cytoskelet og ekstracellulære matrice på mange måder. Oftest bruges de til at kontrollere cellens form og størrelse. Cytoskelettet giver også funktioner til at bevæge sig rundt i metaboliske produkter og kan afsluttes eller initieres fra forskellige perifere proteiner. For eksempel kan en pakke proteiner, der er friskpakket i Golgi-apparatet, bevæge sig gennem cytosolen ved hjælp af cytoskelettet. Når den når cellemembranen, der skal udvises, genkender specifikke perifere proteiner pakken og starter processen med at udvise den.
kommunikation
den ekstracellulære matrice er, udover at yde strukturel støtte, også et stort netværk til indsamling af information i mange celler. Bakterier bruger for eksempel en kæde af reaktioner, der starter i filamenterne i deres ekstracellulære matrice for at stimulere perifere proteiner. Disse proteiner sender derefter meddelelsen til integrerede proteiner, og meddelelsen bæres inde i cellen. Her overføres det til et andet perifert protein, og til sidst indledes et svar.
på denne måde kan en mikroskopisk organisme eller celle lære meget om dets umiddelbare miljø. Det er på denne måde, at celler, der vokser sammen for at danne en multicellulær organisme, reagerer og holder op med at vokse på det rette tidspunkt. Perifere proteiner, såvel som mange andre proteiner og kemiske signaler, skaber kædede reaktioner, som kan stimulere et respons fra DNA eller andre organeller. På denne måde kan en celle vokse mere, reagere på en fare eller endda frigive egne toksiner baseret på dets mikromiljø og de signaler, den modtager.
derudover kan mange perifere proteiner binde og løsne sig fra membranen baseret på visse faktorer såsom pH og temperatur. Dette gør det muligt for en celle at udvikle forskellige taktikker til forskellige miljøer samt kontrolprocesser såsom cellesignalering og hormonmodtagelse.
mange perifere proteiner findes på overfladen af cellemembraner for at udføre en handling på et specifikt substrat. Dette kan være at nedbryde det eller kombinere det med et andet molekyle. Perifere proteiner med enkle funktioner er ofte perifere proteiner, fordi de molekyler, de laver, er nødvendige inden for eller tæt på cellemembranen. For eksempel er flere proteiner, der styrer syntesen og ødelæggelsen af selve cellemembranen, perifere proteiner.
Molekyloverførsel
mange perifere proteiner er også involveret i overførsel af små molekyler eller elektroner. Disse proteiner på grund af deres affinitet til cellemembranen tillader reaktionerne at forblive i et stramt rum og være meget koordinerede. Mange af de proteiner, der findes i elektrontransportkæden, er perifere proteiner. Disse proteiner overfører elektroner fra integrerede proteiner, de er bundet til, og kan overføre elektronerne til andre proteiner og molekyler. Effektivt lagrer dette energien fra nedbrydningen af glycolyseprodukterne i let tilgængelige molekyler eller ATP. Andre molekyler, som er hydrofobe, kan binde til perifere proteiner og føres gennem forskellige metoder på tværs af eller gennem membranen.
test
1. Defensiner er en type molekyle produceret af insektimmunsystemet. Disse perifere proteiner fastgøres til overfladen af bakterieceller og skaber et lille hul. Dette bryder igen cellen åben, så dens indhold løber ud og dræber bakterierne. Hvorfor er det vigtigt, at defensiner er perifere proteiner?
A. Det er ikke vigtigt
B. perifere proteiner tiltrækkes af cellemembraner, hvor de arbejder
C. defensinproteinerne skal integreres i membranen
2. Hvorfor har perifere proteiner hydrofile, snarere end hydrofobe aminosyrer på deres overflade?
A. For at danne bindinger med den hydrofile region af cellemembranen
B. For at låse sig selv med membranen
C. For at stoppe molekylet fra at løsne sig fra membranen
3. Hvad er den største forskel mellem og integreret protein og et perifert protein?
A. integrerede proteiner sidder på celleoverfladen
B. perifere proteiner krydser cellemembranen
C. integrerede proteiner krydser ind i det hydrofobe område af membranen
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., Bretscher, A.,. . . Matsudaira, P. (2008). Molekylær cellebiologi (6. udgave.). Freeman og kompagni.
- McMahon, M. J., Kofranek, A. M., & Rubatsky, V. E. (2011). Plantevidenskab: vækst, udvikling og udnyttelse af dyrkede planter (5.udgave.). Boston: Prentince Hall.
- Nelson, D. L., & koks, M. M. (2008). Principper for Biokemi. Freeman og kompagni.