Protein integral adalah protein yang secara permanen melekat pada membran plasma. Mereka menembus bilayer fosfolipid. Oleh karena itu, protein ini melekat pada bilayer lipid melalui interaksi hidrofobik, elektrostatik, atau non-kovalen.
Oleh karena itu, deterjen harus digunakan untuk menghilangkan protein integral dari lapisan ganda lipid. Ini akan menghancurkan interaksi hidrofobik dari seluruh lapisan lipid. Protein transmembran, yang sepenuhnya menembus lapisan ganda lipid, adalah protein integral.
Semua protein transmembran adalah protein integral, tetapi semua protein integral bukan protein transmembran. Ini berarti beberapa protein integral sebagian dapat menembus lapisan ganda lipid.
Karena sebagian besar protein integral adalah protein transmembran, mereka berfungsi sebagai protein pengangkut membran seperti protein pembawa dan protein saluran. Protein integral lainnya berfungsi sebagai reseptor dan enzim.
ATPase Na + – K +, saluran ion dan gerbang, glukosa permease, reseptor hormon, antigen histokompatibilitas, enzim tertentu dari rantai transpor elektron, dan gap junction protein adalah jenis protein integral.
Protein integral yang terlihat di sini melintasi membran plasma (P) beberapa kali. Ini tidak selalu terjadi, beberapa protein integral hanya memiliki satu daerah yang meluas ke lapisan internal hidrofobik dari membran plasma. Wilayah protein yang terlihat hijau juga hidrofobik. Pengaruh positif dari interaksi non-polar ini dan dari kekuatan negatif mencoba mendorong ke wilayah yang diisi dengan air menjaga protein membran integral di tempatnya. Selain fungsi dasar yang disebabkan oleh struktur serupa dari semua protein integral, satu protein integral dapat mengambil bagian dalam berbagai reaksi.
Protein membran integral dapat dibedakan dengan protein perifer. Protein perifer sering menempel pada membran plasma, tetapi hanya pada kepala molekul fosfolipid. Sebagian besar dapat terlepas dengan mudah, dan tidak benar-benar terikat di dalam membran. Protein membran integral, karena kimia lingkungan di sekitarnya, tidak pernah bisa meninggalkan membran plasma. Kadang-kadang protein perifer dan protein integral akan bekerja bersama untuk menyelesaikan tugas tertentu.
Fungsi Protein membran integral
Fungsi dasar dari setidaknya satu bagian dari setiap protein integral adalah untuk menempelkan protein ke membran plasma. Membran ini mungkin membran plasma yang mengelilingi mitokondria, atau membran bagian dalam mitokondria. Mereka hadir di dinding sel terluar, serta selubung nukleus yang mengelilingi nukleus dan mengikat DNA. Ada protein membran integral yang terkait dengan setiap membran plasma hidup, dan sebagian besar sel mencakup ratusan, bahkan ribuan.
Fungsi utama dari setiap protein membran integral bervariasi pada tiap organisme, organel, dan bahkan oleh lokasi di sepanjang potongan mikroskopis plasma. Satu protein integral dapat berfungsi sebagai pembawa pesan, mentransfer sinyal antara ruang ekstraseluler dan sitosol. Banyak protein integral seperti ini digunakan dalam penerimaan hormon, dan transfer pesan-pesan mereka.
Beberapa protein membran integral adalah bagian dari kompleks besar protein, bertanggung jawab untuk sejumlah reaksi yang terjadi di seluruh membran. ATP sintase, misalnya, adalah kompleks multi-protein yang menghasilkan ATP dalam organisme hidup dari tumbuhan sampai manusia. Itu berada di membran mitokondria bagian dalam. Di sini, rantai transpor elektron telah mengumpulkan ion di satu sisi membran, menciptakan gradien. ATP sintase menggunakan tekanan gradien ini seperti bendungan hidro-listrik, dan menggunakan energi yang disediakan untuk menghasilkan ATP.
Protein integral yang berbeda mungkin tidak memanjang di semua jalan melalui membran plasma. Sebagai gantinya, protein membran integral ini mungkin harus diikat ke membran sehingga produk mereka mudah dikeluarkan.
Beberapa protein yang berfungsi untuk memproduksi neurotransmiter beroperasi dengan cara ini. Hal ini memungkinkan produk untuk dikumpulkan di tempat yang paling dibutuhkan, di ujung neuron di mana sinyal dapat dilepaskan.
Struktur Protein membran Integral
Sementara struktur protein membran integral di luar daerah pengikatan membran plasma dapat bervariasi secara luas berdasarkan fungsi, hanya ada tiga tema umum terikat pada membran plasma dalam sel-sel hidup yang saat ini kita ketahui. Dua yang pertama melibatkan urutan asam amino yang membentuk protein, dan yang ketiga melibatkan modifikasi pada protein setelah dibuat yang memberikan jangkar berbasis lipid dalam membran plasma.
Alpha Heliks
Alpha-heliks adalah bentuk yang dihasilkan oleh rantai asam amino tertentu yang terlihat persis seperti namanya. Interaksi antara asam amino di samping satu sama lain membuat tikungan ke bawah dan ke dalam, menciptakan struktur yang mirip dengan tangga spiral. Heliks alfa cenderung non-polar, memberi mereka keuntungan yang berbeda untuk tetap terikat dalam daerah ekor hidrofobik dari membran. Heliks alpha transmembran membentang sepanjang jalan melalui membran. Protein membran integral mungkin hanya memiliki satu wilayah dari alpha helix, seperti yang ditunjukkan di paling kiri gambar di bawah di atas.
Banyak protein lain menggunakan beberapa heliks alfa, yang menjangkau membran. Ini memungkinkan terciptanya saluran protein, atau lubang di membran plasma yang memungkinkan berbagai zat terlewati. Umumnya di antara bakteri adalah gambar ketiga, laras beta.
Beta Barrel
Beta barrel atau laras beta adalah rantai asam amino yang dilipat secara rumit yang membentuk lembaran yang rata dan kaku. Seperti alpha heliks, ini adalah salah satu prinsip yang membentuk rantai asam amino. Ketika banyak lembaran beta memanjang melalui membran, menciptakan pori-pori, struktur ini disebut beta barel. Sisi luar lembaran beta memiliki residu hidrofobik, dan protein membran integral dapat dikunci ke dalam membran plasma. Seperti transmembran alpha heliks, laras beta membutuhkan urutan asam amino yang tepat untuk protein membran integral dapat mempertahankan kontak dengan membran.
Jangkar Lipid
Jangkar lipid adalah ikatan non-polar, hidrofobik pada beberapa protein yang memungkinkannya untuk tertanam di dalam membran plasma. Alih-alih dikodekan ke dalam kode genetik dari protein, protein itu sendiri dimodifikasi melalui proses yang berbeda. Melalui reaksi biokimia, asam lemak atau lipid lainnya secara kovalen terikat pada protein itu sendiri, biasanya pada satu ujung. Lipid kemudian digunakan dalam konstitusi membran plasma, di mana ia terperangkap oleh sifatnya dengan lipid lain dari daerah ekor fosfolipid. Protein membran integral dengan jangkar lipid bukan gambar pada gambar di atas.
