Wat zijn perifere eiwitten
perifere eiwitten, of perifere membraaneiwitten, zijn een groep van biologisch actieve moleculen gevormd uit aminozuren die interageren met het oppervlak van de lipide bilaag van celmembranen. In tegenstelling tot integrale membraanproteã nen, gaan de perifere proteã nen niet in de hydrophobic ruimte binnen het celmembraan binnen. In plaats daarvan, hebben de perifere proteã nen specifieke opeenvolgingen van aminozuren die hen toelaten om aan de fosfaathoofden van de lipidemolecules of aan integrale proteã nen aan te trekken.
het vermogen om zich aan het membraan te hechten maar er niet aan vast te zitten, maakt het mogelijk dat perifere eiwitten op het oppervlak van het celmembraan werken. De perifere proteã nen kunnen door een aantal verschillende wegen worden geactiveerd of worden uitgeschakeld. Vele perifere proteã nen zijn ook een deel van vele complexe biochemische wegen. Zij kunnen in het bewegen van substanties binnen of buiten een cel worden betrokken, andere proteã nen en enzymen activeren, of in cel aan celinteractie worden betrokken.
structuur van perifere eiwitten
in de afbeelding hieronder worden verschillende perifere eiwitten geëtiketteerd. Een perifere proteã ne heeft geen duidelijke structuur, maar het heeft verscheidene belangrijke aspecten die het een perifere proteã ne maken.
Ten eerste zijn alle perifere eiwitten geassocieerd met het celmembraan. De aminozuuropeenvolgingen van deze proteã nen zijn uniek in dat zij de proteã nen aan het membraan trekken, en zij neigen om op de oppervlakte van het membraan samen te komen. Dit stelt hen in staat om op de juiste plaats om hun aangewezen actie uit te voeren. In het beeld, worden de oranje randproteã nen gezien in bijlage aan of de phosphoglyceridelipidemolecules die omhoog lipide bilayer, of aan integrale proteã nen maken. Een proteã ne zonder deze gebieden van aminozuren zou niet tot het membraan worden aangetrokken. Het zou gelijkmatig door het cytoplasma worden verdeeld, en zou geen perifere proteã ne zijn.
ten tweede hebben perifere eiwitten geen hydrofobe aminozuren. Dit, en de polariteit van andere aminozuurgroepen, houdt de perifere proteã nen op de oppervlakte van het celmembraan. Dit komt door de amfipathische aard van fosfoglyceriden. Dit betekent dat het blauwe “hoofd” gebied polair en hydrofiel is. De gele “staarten”, die het midden van het membraan vormen, zijn hydrofoob. Om te voorkomen dat in het membraan wordt gezogen, hebben perifere eiwitten vaak veel hydrofiele aminozuren die op hun oppervlak worden blootgesteld. De integrale proteã nen stellen hydrophobic aminozuren in het midden bloot, en hydrofiele aminozuren op de delen die aan water worden blootgesteld. Dit sluit ze effectief binnen het membraan.
functies van perifere eiwitten
ondersteunen
een van de hoofdrollen van perifere eiwitten is het sturen en onderhouden van zowel het intracellulaire cytoskelet als de componenten van de extracellulaire matrix. Beide structuren worden gevormd door een reeks organellen, gloeidraden en buisjes. Deze kleine structuren kunnen zorgen voor stijfheid of spanning, maar ze hebben iets nodig om aan te hechten.
perifere proteã nen kunnen dit punt van gehechtheid aan het celmembraan verstrekken. Cellen gebruiken hun cytoskelet en extracellulaire matrix op vele manieren. Meestal worden ze gebruikt om de vorm en grootte van de cel te regelen. Cytoskeleton verstrekt ook functies van het bewegen rond producten van het metabolisme, en kan van diverse randproteã nen worden beëindigd of in werking worden gesteld. Bijvoorbeeld, kan een pakket proteã nen vers verpakt in het Golgi-apparaat door cytosol bewegen gebruikend cytoskeleton. Wanneer het het celmembraan bereikt om te worden verdreven, erkennen de specifieke perifere proteã nen het pakket, en beginnen het proces om het uit te drijven.
communicatie
de extracellulaire matrix biedt niet alleen structurele ondersteuning, maar is ook een uitgebreid netwerk voor het verzamelen van informatie in veel cellen. De bacteriën, bijvoorbeeld, gebruiken een ketting van reacties die in de filamenten van hun extracellulaire matrijs beginnen om perifere proteã nen te stimuleren. Deze proteã nen geven dan de boodschap aan integrale proteã nen over, en de boodschap wordt binnen de cel gedragen. Hier wordt het doorgegeven aan een andere perifere proteã ne, en uiteindelijk wordt een reactie geïnitieerd.
op deze manier kan een microscopisch organisme of cel veel leren over zijn directe omgeving. Het is op deze manier dat cellen die samen groeien om een meercellig organisme te vormen reageren en stoppen met groeien op het juiste moment. De perifere proteã nen, evenals vele andere proteã nen en chemische signalen, leiden tot geketende reacties die een reactie van DNA of andere organellen kunnen bevorderen. Op deze manier kan een cel meer groeien, reageren op een gevaar, of zelfs zelf gifstoffen afgeven op basis van zijn micro-omgeving en de signalen die hij ontvangt.
bovendien kunnen veel perifere eiwitten zich aan het membraan hechten en zich losmaken, op basis van bepaalde factoren zoals pH en temperatuur. Dit staat een cel toe om verschillende tactiek voor verschillende milieu ‘ s, evenals controleprocessen zoals cel het signaleren en hormoonontvangst te ontwikkelen.
enzymen
veel perifere eiwitten bestaan op het oppervlak van celmembranen om een actie uit te voeren op een specifiek substraat. Dit kan zijn om het af te breken of om het te combineren met een ander molecuul. Perifere eiwitten met eenvoudige enzymfuncties zijn vaak perifere eiwitten omdat de moleculen die ze maken nodig zijn binnen of dicht bij het celmembraan. Bijvoorbeeld, zijn verscheidene enzymen die de synthese en de vernietiging van het celmembraan zelf controleren perifere proteã nen.
Molecuuloverdracht
veel perifere eiwitten zijn ook betrokken bij de overdracht van kleine moleculen of elektronen. Deze proteã nen, wegens hun affiniteit aan het celmembraan, staan de reacties toe om in een strakke ruimte te blijven, en hoogst gecoördineerd zijn. Veel van de proteã nen die binnen de keten van het elektronentransport worden gevonden zijn perifere proteã nen. Deze proteã nen brengen elektronen van integrale proteã NEN over waaraan zij in bijlage zijn, en kunnen de elektronen aan andere proteã NEN EN molecules overgaan. Effectief, dit slaat de energie van de afbraak van de producten van glycolyse in gemakkelijk toegankelijke moleculen, of ATP. Andere molecules, die hydrophobic zijn, kunnen aan randproteã nen binden en door diverse methodes over of door het membraan worden overgegaan.
Quiz
1. Defensines zijn een type molecuul dat door het insectenimmuunsysteem wordt geproduceerd. Deze perifere proteã nen hechten aan het oppervlak van bacteriële cellen, en creëren een klein gat. Dit breekt op zijn beurt de cel open, waardoor de inhoud ervan kan uitlekken, waardoor de bacteriën worden gedood. Waarom is het belangrijk dat defensines perifere eiwitten zijn?
A. Het is niet belangrijk
B. perifere eiwitten worden aangetrokken door celmembranen, waar ze werken
C. De defensine-eiwitten moeten in het membraan worden geïntegreerd
2. Waarom hebben perifere eiwitten hydrofiele, in plaats van hydrofobe aminozuren op hun oppervlak?
A. om bindingen te vormen met het hydrofiele gebied van het celmembraan
B. om zichzelf te vergrendelen met het membraan
C. om te voorkomen dat het molecuul loskomt van het membraan
3. Wat is het belangrijkste verschil tussen en integraal eiwit en een perifeer eiwit?
A. integrale eiwitten zitten op het celoppervlak
B. perifere eiwitten passeren het celmembraan
C. integrale eiwitten passeren het hydrofobe gebied van het membraan
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., Bretscher, A., . . . Matsudaira, P. (2008). Moleculaire Celbiologie (6e ed.). New York: W. H. Freeman and Company.
- McMahon, M. J., Kofranek, A. M., & Rubatzky, V. E. (2011). Plant Science: groei, ontwikkeling en gebruik van gecultiveerde planten (5th ed.). Boston: Prentince Hall.
- Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). Principes van de biochemie. New York: W. H. Freeman and Company.