Protéine membranaire intégrale - Integral membrane protein

Une protéine membranaire intégrale ( IMP ) est un type de protéine membranaire qui est attachée de façon permanente à la membrane biologique . Toutes les protéines transmembranaires sont des IMP, mais toutes les IMP ne sont pas des protéines transmembranaires. Les IMP comprennent une fraction significative des protéines codées dans le génome d' un organisme . Les protéines qui traversent la membrane sont entourées de lipides annulaires , définis comme des lipides en contact direct avec une protéine membranaire. De telles protéines ne peuvent être séparées des membranes qu'à l'aide de détergents , de solvants non polaires ou parfois d' agents dénaturants .

Structure

Les structures tridimensionnelles d'environ 160 protéines membranaires intégrales différentes ont été déterminées à une résolution atomique par cristallographie aux rayons X ou spectroscopie de résonance magnétique nucléaire . Ce sont des sujets d'étude difficiles en raison des difficultés liées à l'extraction et à la cristallisation . En outre, les structures de beaucoup d' eau - solubles dans les domaines de protéines de PMIs sont disponibles dans la Protein Data Bank . Leurs hélices d' ancrage membranaire ont été supprimées pour faciliter l'extraction et la cristallisation . Rechercher des protéines membranaires intégrales dans la PDB (basée sur la classification des ontologies génétiques )

Les IMP peuvent être divisés en deux groupes :

  1. Protéines polytopiques intégrales (Protéines transmembranaires)
  2. Protéines monotopes intégrales

Protéine polytopique intégrale

Le type le plus courant d'IMP est la protéine transmembranaire (TM), qui s'étend sur toute la membrane biologique . Les protéines membranaires à passage unique ne traversent la membrane qu'une seule fois, tandis que les protéines membranaires à passages multiples s'entremêlent et se croisent plusieurs fois. Les protéines TM à un seul passage peuvent être classées en tant que Type I, qui sont positionnées de telle sorte que leur extrémité carboxyle soit vers le cytosol , ou Type II, qui ont leur extrémité aminée vers le cytosol. Les protéines de type III ont plusieurs domaines transmembranaires dans un seul polypeptide, tandis que le type IV se compose de plusieurs polypeptides différents assemblés dans un canal à travers la membrane. Les protéines de type V sont ancrées à la bicouche lipidique par des lipides liés de manière covalente. Enfin, les protéines de type VI possèdent à la fois des domaines transmembranaires et des ancres lipidiques.

Les protéines transmembranaires des groupes I et II ont des orientations opposées. Les protéines du groupe I ont l'extrémité N du côté éloigné et l'extrémité C du côté cytosolique. Les protéines du groupe II ont l'extrémité C du côté éloigné et l'extrémité N dans le cytosol.

Protéines monotopes intégrales

Les protéines monotopes intégrales sont associées à la membrane d'un côté mais ne couvrent pas complètement la bicouche lipidique.

Détermination de la structure des protéines

La Protein Structure Initiative (PSI), financée par l' Institut national américain des sciences médicales générales (NIGMS), qui fait partie des National Institutes of Health (NIH), a notamment pour objectif de déterminer les structures protéiques tridimensionnelles et de développer des techniques d'utilisation en biologie structurale , y compris pour les protéines membranaires. La modélisation d'homologie peut être utilisée pour construire un modèle à résolution atomique de la protéine intégrale « cible » à partir de sa séquence d'acides aminés et d'une structure tridimensionnelle expérimentale d'une protéine homologue apparentée. Cette procédure a été largement utilisé pour le ligand - G récepteurs couplés aux protéines (RCPG) et leurs complexes.

Fonction

Les IMP comprennent des transporteurs , des lieurs , des canaux , des récepteurs , des enzymes , des domaines structuraux d' ancrage membranaire , des protéines impliquées dans l' accumulation et la transduction d' énergie , et des protéines responsables de l' adhésion cellulaire . La classification des transporteurs peut être trouvée dans la base de données de classification des transporteurs .

À titre d'exemple de la relation entre l'IMP (dans ce cas, le pigment photopiégeant bactérien, la bactériorhodopsine) et la membrane formée par la bicouche phospholipidique est illustré ci-dessous. Dans ce cas, la protéine membranaire intégrale traverse sept fois la bicouche phospholipidique. La partie de la protéine qui est incluse dans les régions hydrophobes de la bicouche est en hélice alpha et composée d'acides aminés principalement hydrophobes. L'extrémité C terminale de la protéine se trouve dans le cytosol tandis que la région N terminale se trouve à l'extérieur de la cellule. Une membrane qui contient cette protéine particulière est capable de fonctionner dans la photosynthèse.

Exemples

Exemples de protéines membranaires intégrales :

Voir également

Les références