חלבון ממברנה

בממברנת התא משובצים חלבונים רבים המבצעים את רוב תפקודי הממברנה. לחלקם החלק הטרנס ממברנלי הוא עוגן לחלק העיקרי של החלבון (לדוגמה CD3-zeta). בעוד שלאחרים המבנה הטרנס ממברנלי הוא העיקרי והחשוב לפעילותם (לדוגמה Influenza A M2 H+ channel). מקצתם פרושים לרוחב השכבה הכפולה ומקצתם קשורים לפניה. לעיתים, נקשר לחלבון כזה חלבון ממברנה פריפריאלי שמפעיל אותו. מעבר של יונים ושל מולקולות פולריות קטנות מצדה האחד של הממברנה לצד השני נעשה באמצעות חלבוני העברה (transport proteins). ישנם שני סוגים של חלבוני העברה: תעלות (מעבר חומרים מהיר יחסית). נשאים, הכוללים גם משאבות (מעבר החומרים איטי בערך פי אלף מהתעלות). תעלות הן נקבים גליליים בממברנה שדרכם עוברים חומרים, לרוב יונים, במורד מפל ריכוזים. חלק מהתעלות נפתחות ונסגרות באופן מבוקר, ואילו אחרות פתוחות באופן קבוע. לתעלות תפקיד חשוב בתהליכים רבים כמו הולכת האות העצבי, קביעת קצב לב, הפרשת חומרים, התכווצויות שרירים ועוד. נשאים (טרנספורטרים) הם חלבוני העברה אשר מזרזים העברה ספונטנית של חומרים בצורה של דיפוזיה מזורזת. העברה זו מסתמכת על שינוי הפיך במבנה החלבון וקישור ייחודי לחומר המועבר, אך היא לא דורשת אנרגיה. הנשא נקשר אל החומר אותו הוא מעביר מצידה האחד של הממברנה ומשחרר אותו מצידה השני. העברה של חומרים במורד מפל ריכוזם וללא השקעת אנרגיה על ידי תעלות או נשאים נקראת העברה סבילה. ייתכן מצב בו שני חומרים עוברים, האחד במורד מפל הריכוזים והשני נגדו. במקרה כזה המעבר במורד מפל הריכוזים נותן אנרגיה לחומר השני לעבור נגד מפל הריכוזים. תנועה כזו יכולה להיות simport - חציית הממברנה של שני החומרים באותו הכיוון, או antiport - חציית הממברנה של שני החומרים בכיוונים מנוגדים. בשני המקרים לא נעשה שימוש ב-ATP. משאבות הן סוג של נשאים הדורשים השקעת אנרגיה (שמקורה בדרך כלל ב-ATP) לצורך פעילותם, והן מאפשרות מעבר של חומרים כנגד מפל ריכוזם. העברה של חומרים כנגד מפל הריכוזים ותוך השקעת אנרגיה על ידי משאבות נקראת הובלה פעילה. ממברנת התא מכילה מבנים חלבוניים מיוחדים המאפשרים תקשורת בין תאים, זיהוי ותגובה לחומרים בסביבתו. בתהליכים אלו יש תפקיד חשוב לקולטנים (receptor proteins). האותות הנקלטים על ידי הקולטנים משפיעים על תהליכים מכריעים בחיי התא, כגון: המשך גדילת התא, חלוקתו, מועד החלוקה, כיוון התמיינותו ואף מות התא. חלבוני היכרות (recognition proteins) הם גליקופרוטאינים, כלומר חלבונים שקשורים אליהם שיירים של אוליגו-סוכרים. הם משמשים לתא מעין דגלי סימון, המזהים את התא כ"אני" – כשייך לבעל חיים מסוג מסוים או לרקמה מסוימת. תאי דם לבנים, הנלחמים בזיהומים, מבחינים בצורה זו בין תאים עצמיים של הגוף, אותם הם אינם תוקפים, לבין תאים זרים, של חיידקים ופולשים אחרים – הנושאים על גבי הממברנה שלהם חלבוני "אני" שונים – אותם הם מתקיפים ומשמידים. בעובר המתפתח, תאים היוצרים רקמה מסוימת מזהים אלה את אלה ומתקבצים יחד. חלבוני היצמדות (adhesion proteins) הם מולקולות גליקופרוטאינים המסייעות לתאים השייכים לאותה רקמה ביצור רב-תאי להישאר מחוברים וצמודים זה לזה. בעת היווצרות הרקמות, חלבוני היצמדות קושרים תאים שכנים זה לזה. כמה מתאי החיבור האלה הופכים לצמתים בין-תאיים, היוצרים מעין מבנים מגשרים בין ציטופלזמות של תאים שכנים, ומאפשרים בכך קשר רצוף בין התאים. קשר המתבטא בהעברת חומרים מתא לתא. האנזימים הממוקמים בממברנה מזרזים תגובות המתרחשות על פני שטח הקרום. קבוצה מוכרת של אנזימים בממברנה הם הפוספוליפאזים. מהווים תמיכה מכנית של קרום התא. תפקידם להחזיק את מולקולות הקרום כך שלא יקרסו. מדיה וקבצים בנושא חלבון ממברנה בוויקישיתוף ארז גרטי, מעבר חומרים דרך ממברנות ביולוגיות, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 30 ביולי 2009 חלבוני קרום התא, דף שער בספרייה הלאומית