Membranski protein

[thumb|300px| Kristalna struktura Kv1.2 / 2.1 himere [kalijev kanal|kalijevog kanala. Izračunate granice ugljikvodika lipidnog dvosloja označene su crvenom i plavom linijom.]]
**Membranski proteini** su uobičajeni proteini koji su dio bioloških membrana ili su u interakciji s njima. Uključuju nekoliko širokih kategorija, ovisno o njihovom mjestu. Integralni membranski proteini su trajni dio ćelijske membrane i mogu prodrijeti kroz membranu (transmembranski)  ili se povezati s jednom ili drugom stranom membrane (integralni monotop). Proteini periferne membrane su privremeno povezani sa ćelijskom membranom.

Membranski proteini su uobičajeni i medicinski važni – otprilike trećina svih ljudskih proteina su membranski proteini i oni su ciljevi za više od polovine svih lijekova.  Bez obzira na to, u poređenju sa drugim klasama proteina, određivanje membranskih struktura proteina ostaje velikim dijelom izazov, zbog poteškoća u uspostavljanju eksperimentalnih uslova koji mogu izolirati ispravnu konformaciju proteina izoliranih iz svog prirodnog okruženja.

## Funkcija 
Membranski proteini obavljaju razne funkcije od vitalnog značaja za opstanak organizama:
*Proteini  membranskih receptora prenose signale između ćelijskog unutrašnjeg i vanjskogog okruženja. 
* Transportni protein pokreću molekule i ione kroz membranu. Mogu se kategorizirati prema bazi podataka klasifikacije transportera.
* Membranski enzimi može imati mnogo aktivnosti, poput oksidoreduktaza, transferaza ili hidrolaza.
*Molekule ćelijske adhezije omogućavaju ćelijama da se međusobno identificiraju i komuniciraju. Naprimjer, proteini uključeni u imunski odgovor.

Lokalizacija proteina u membranama može se pouzdano predvidjeti primjenom analiza hidrofobnosti proteinskih sekvenci, tj. lokalizacije hidrofobnih aminokiselinskih sekvenci.

### Integralni membranski proteini 
[thumb|right|300px|Representacija transmembranskih proteina: 1. jednostavni transmembranski [alfa-heliks|α-heliks (bitopski membranski protein) 2.  politopski transmembra α-helksni protein 3. politopni β-list transmembranskog proteina Membrana je svijetlosmeđa.]]

Integralni membranski proteini su trajno vezani za membranu. Takvi se proteini mogu odvojiti od bioloških membrana samo upotrebom deterdžentnog, nepolarnog rastvarača ili ponekad denaturacijskim sredstvima. Jedan od takvih primjera ovog tipa proteina koji još uvijek nije funkcionalno okarakteriziran je SMIM23. Mogu se klasificirati prema njihovom odnosu sa dvoslojem, kao:

*Integralni politopijski proteini su transmembranski proteini koji se protežu preko membrane više puta. Ti proteini mogu imati različitu transmembranske topologiju. Ovi proteini imaju jednu od dvije strukturne arhitekture:
**Heliksni snop imaju proteini koji su prisutni u svim tipovima bioloških membrana;
**Beta bačva proteini, koji se nalaze samo u vanjskoj membrani Gram-negativnih bakterija i vanjskoj membrani mitohondrija i hloroplasta.
* Bitopski proteini su transmembranski proteini koji se protežu preko membrane samo jednom. Transmembranski heliksi iz ovih proteina imaju značajno različitu distribuciju aminokiselina u transmembranskim heliksima od politopskih proteina.
* Integralni monotopaski proteini su integralni membranski proteini koji su pričvršćeni samo na jednu stranu membrane i ne obuhvataju čitav put.

### Periferni membranski proteini
[thumb|right|400px| Različiti tipovi interakcija između monotopnih membranskih proteina i [ćelijske membrane: 1. interakcija amfipatskiim α-heliksom paralelno s membranskom ravninom (površina membranskog heliksa) 2. interakcija hidrofobna petlja 3. interakcija kovalentno vezanim membranskim lipidom (* lipidiranje*) 4. elektrostatska ili ionska interakcija s membranskim lipidima (npr. kroz ion kalcija)]]

Periferni membranski proteinii privremeno su vezani ili za lipidni dvosloj ili za integralne proteine, kombinacijom hidrofobnih, elektrostatskih i drugih nekovalentnih interakcija. Periferni proteini se disociraju nakon tretmana polarnim reagensom, poput rastvora s povišenom pH ili visokom koncentracijom soli.

Integralni i periferni proteini mogu se posttranslacijski modificiraati, dodavanjem masne kiseline, diacilglicerola,  prenil lanaca ili GPI (glikofosfatidilinozitola), koji se mogu usidriti u lipidnom dvosloju.

### Polipeptidni toksini 
Polipeptidni toksini i mnogi antibakterijski peptidi, poput kolicina ili hemolizine, te određeni proteini koji su uključeni u apoptozu, ponekad se smatraju zasebnom kategorijom. Ovi proteini su topivi u vodi, ali se mogu agregirati i povezati nepovratno sa lipidnim dvoslojem i postati reverzibilno ili nepovratno povezani s membranom.

## U genomima 
Membranski proteini, poput topljivih loptastih proteina, vlaknastih proteina i poremećenih proteina, su česti. Procjenjuje se da 20–30% svih gena  u većini genomima kodira membranske proteine. Naprimjer, oko 1.000 od ~ 4.200 proteina *E. coli* smatraju se membranskim proteinima, od kojih je za 600 eksperimentalno potvrđeno da su u membrani.  Smatra se da kod ljudi  u potpunosti 30% genoma kodira membranske proteine.

## U bolesti 
Membranski proteini su ciljevi preko 50% svih savremenih farmaceutskih  lijekova. a do 2019. samo je 50 ljudskih membranskih proteina imalo pojašnjene strukture. Njihove hidrofobne površine otežavaju određivanje strukturnih i posebno funkcijskih karakteristika.  Deterdženti se mogu koristiti za stvaranje membranskih proteina rastvorljivih u vodi, ali oni također mogu promijeniti strukturu i funkciju proteina. kao i alternativna oznaka rho1D4.

## Također pogledajte 
* Lipidni dvosloj
* Proteinski nosač
* Ionski kanal
* Ionska pumpa
* Receptor (biohemija)
* Transmembranski protein

## Reference
## Dopunska literatura
* 
* 

## Vanjski linkovi
* Membrane Protein Structural Dynamics Consortium 
*Experts for membrane protein purification

;Baze podataka
* TCDB - Transporter Classification database, a comprehensive classification of transmembrane transporter proteins
* Orientations of Proteins in Membranes (OPM) database 3D structures of integral membrane protein and peripheral membrane proteins arranged in the lipid bilayer
* Protein Data Bank of Transmembrane Proteins 3D models of transmembrane proteins approximately arranged in the lipid bilayer.
* TransportDB Genomics-oriented database of transporters from TIGR
* Membrane PDB  Database of 3D structures of integral membrane proteins and hydrophobic peptides with an emphasis on crystallization conditions
* Mpstruc database  - A curated list of selected transmembrane proteins from the Protein Data Bank
* MemProtMD a database of membrane protein structures simulated by Coarse-grained modeling|coarse-grained molecular dynamics
* Membranome databas provides information about bitopic proteins from several model organisms


Kategorija:Proteini