ce sunt proteinele periferice
proteina periferică sau proteinele membranei periferice sunt un grup de molecule biologic active formate din aminoacizi care interacționează cu suprafața bistratului lipidic al membranelor celulare. Spre deosebire de proteinele membranare integrale, proteinele periferice nu intră în spațiul hidrofob din membrana celulară. În schimb, proteinele periferice au secvențe specifice de aminoacizi care le permit să se atragă la capetele fosfat ale moleculelor lipidice sau la proteinele integrale.
capacitatea de a se atașa de membrană, dar de a nu fi blocată, permite proteinelor periferice să lucreze pe suprafața membranei celulare. Proteinele periferice pot fi activate sau dezactivate printr-o serie de căi diferite. Multe proteine periferice sunt, de asemenea, o parte a multor căi biochimice complexe. Ele pot fi implicate în mișcarea substanțelor în interiorul sau în afara unei celule, pot activa alte proteine și enzime sau pot fi implicate în interacțiunile dintre celule.
structura proteinelor periferice
în imaginea de mai jos, sunt etichetate mai multe proteine periferice. O proteină periferică nu are o structură definită, dar are mai multe aspecte cheie care o fac o proteină periferică.
În primul rând, toate proteinele periferice sunt asociate cu membrana celulară. Secvențele de aminoacizi ale acestor proteine sunt unice prin faptul că atrag proteinele către membrană și tind să se adune pe suprafața membranei. Acest lucru le permite să fie în locul potrivit pentru a-și desfășura acțiunea desemnată. În imagine, proteinele periferice portocalii sunt văzute atașate fie la moleculele lipidice fosfogliceride care alcătuiesc bistratul lipidic, fie la proteinele integrale. O proteină fără aceste zone de aminoacizi nu ar fi atrasă de membrană. Ar fi distribuit uniform în întreaga citoplasmă și nu ar fi o proteină periferică.
în al doilea rând, proteinele periferice nu au o regiune hidrofobă de aminoacizi. Aceasta și polaritatea altor grupări de aminoacizi păstrează proteinele periferice pe suprafața membranei celulare. Acest lucru se datorează naturii amfipatice a fosfogliceridelor. Aceasta înseamnă că regiunea albastră „cap” este polară și hidrofilă. „Cozile” galbene, care constituie mijlocul membranei, sunt hidrofobe. Pentru a evita aspirarea în membrană, proteinele periferice au adesea o mulțime de aminoacizi hidrofili expuși pe suprafața lor. Proteinele integrale expun aminoacizii hidrofobi în mijloc și aminoacizii hidrofili pe părțile expuse la apă. Acest lucru le blochează în mod eficient în membrană.
funcțiile proteinelor periferice
suport
unul dintre rolurile principale ale proteinelor periferice este de a direcționa și menține atât citoscheletul intracelular, cât și componentele matricei extracelulare. Ambele structuri sunt formate dintr-o serie de organite, filamente și tubuli. Aceste structuri mici pot oferi rigiditate sau tensiune, dar au nevoie de ceva de atașat.
proteinele periferice pot furniza acest punct de atașare la membrana celulară. Celulele își folosesc citoscheletul și matricea extracelulară în multe feluri. Cel mai adesea, ele sunt folosite pentru a controla forma și dimensiunea celulei. Citoscheletul oferă, de asemenea, funcții de mișcare în jurul produselor metabolismului și poate fi întrerupt sau inițiat din diferite proteine periferice. De exemplu, un pachet de proteine proaspăt ambalate în aparatul Golgi se poate deplasa prin citosol folosind citoscheletul. Când ajunge la membrana celulară pentru a fi expulzată, proteinele periferice specifice recunosc pachetul și încep procesul de expulzare a acestuia.
comunicare
matricea extracelulară, pe lângă faptul că oferă suport structural, este, de asemenea, o rețea vastă pentru colectarea de informații în multe celule. Bacteriile, de exemplu, folosesc un lanț de reacții începând din filamentele matricei lor extracelulare pentru a stimula proteinele periferice. Aceste proteine transmit apoi mesajul către proteine integrale, iar mesajul este transportat în interiorul celulei. Aici este trecut la o altă proteină periferică și, în cele din urmă, este inițiat un răspuns.în acest fel, un organism sau o celulă microscopică poate învăța multe despre mediul său imediat. În acest fel, celulele care cresc împreună pentru a forma un organism multicelular reacționează și încetează să crească la momentul potrivit. Proteinele periferice, precum și multe alte proteine și semnale chimice, creează reacții înlănțuite care pot stimula un răspuns din partea ADN-ului sau a altor organite. În acest fel, o celulă poate crește mai mult, poate reacționa la un pericol sau chiar poate elibera toxine proprii pe baza micromediului său și a semnalelor pe care le primește.
În plus, multe proteine periferice se pot atașa și detașa de membrană, pe baza anumitor factori, cum ar fi pH-ul și temperatura. Acest lucru permite unei celule să dezvolte tactici diferite pentru diferite medii, precum și procese de control, cum ar fi semnalizarea celulară și recepția hormonilor.
enzime
multe proteine periferice există pe suprafața membranelor celulare pentru a efectua o acțiune pe un substrat specific. Acest lucru poate fi să-l descompun sau să-l combine cu o altă moleculă. Proteinele periferice cu funcții enzimatice simple sunt adesea proteine periferice, deoarece moleculele pe care le produc sunt necesare în interiorul sau în apropierea membranei celulare. De exemplu, mai multe enzime care controlează sinteza și distrugerea membranei celulare în sine sunt proteine periferice.
transferul moleculelor
multe proteine periferice sunt, de asemenea, implicate în transferul de molecule mici sau electroni. Aceste proteine, datorită afinității lor față de membrana celulară, permit reacțiilor să rămână într-un spațiu strâns și să fie foarte coordonate. Multe dintre proteinele găsite în lanțul de transport al electronilor sunt proteine periferice. Aceste proteine transferă electroni din proteine integrale de care sunt atașate și pot trece electronii către alte proteine și molecule. Efectiv, aceasta stochează energia din descompunerea produselor glicolizei în molecule ușor accesibile sau ATP. Alte molecule, care sunt hidrofobe, se pot lega de proteinele Periferice și pot fi trecute prin diferite metode peste sau prin membrană.
test
1. Defensinele sunt un tip de moleculă produsă de sistemul imunitar al insectelor. Aceste proteine periferice se atașează la suprafața celulelor bacteriene și creează o mică gaură. Aceasta, la rândul său, sparge celula deschisă, permițând conținutului său să se scurgă, ucigând bacteriile. De ce este important ca defensinele să fie proteine periferice?
A. nu este important
B. proteinele periferice sunt atrase de membranele celulare, unde funcționează
C. proteinele defensinei trebuie să se integreze în membrană
2. De ce proteinele periferice au aminoacizi hidrofili, mai degrabă decât hidrofobi pe suprafața lor?
A. pentru a forma legături cu regiunea hidrofilă a membranei celulare
B. Pentru a se bloca cu membrana
C. Pentru a opri molecula să se detașeze de membrană
3. Care este principala diferență între proteina integrală și proteina periferică?
A. proteinele integrale stau pe suprafața celulei
B. proteinele periferice traversează membrana celulară
C. proteinele integrale trec în regiunea hidrofobă a membranei
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., Bretscher, A.,. . . Matsudaira, P. (2008). Biologie celulară moleculară (ediția a 6-a.). New York: W. H. Freeman și compania.
- McMahon, M. J., Kofranek, A. M., & Rubatzky, V. E. (2011). Știința plantelor: creșterea, dezvoltarea și utilizarea plantelor cultivate (ediția a 5-a.). Boston: Prentince Hall.
- Nelson, D. L.,& Cox, M. M. (2008). Principiile biochimiei. New York: W. H. Freeman și compania.