跨膜蛋白

跨膜蛋白（transmembrane protein，TP)是一种贯穿生物膜(细胞膜)两端的蛋白。许多跨膜蛋白的功能是作为通道或“装载码头”来实施拒绝或允许某种特定的物质跨过生物膜的运输、进入细胞，同时，也使要废弃的副产品运出细胞。当对某种分子做出相应时，这些“负责运载”的跨膜蛋白通过特定的折叠和弯曲方式，实现该分子的跨过生物膜的运输。“跨膜蛋白”是一种跨越整个生物膜一次或多次的蛋白。跨膜蛋白在水中凝聚并沉淀。大多数跨膜蛋白要用去污剂或非极性溶剂提取，少数贝塔－折筒状蛋白也可用某些变性剂提取。所有的跨膜蛋白是整合膜蛋白（也叫内嵌膜蛋白），但是不是所有的整合膜蛋白都是跨膜蛋白。跨膜蛋白有两种基本类型：从热变性研究判定α-螺旋跨膜蛋白通常是稳定的，因为在膜内它们不完全解折叠（在非极性介质中的完全展开需要断裂太多的α-螺旋H-键）。另一方面，这些蛋白很容易“错折叠”，因为在膜中的非天然聚集转化成熔球态，形成非天然的双硫键，或者外周区域和不规则环的解折叠，这些解使局部稳定性降低。。恰当地定义“解折叠态”也很重要。在去污剂胶束中的膜蛋白的“解折叠态”不同于热变性实验中的“解折叠态”。在去污剂中的状态代表了折叠的疏水α-螺旋和去污剂覆盖的部分解折叠片段。例如，在十二烷基磺酸钠（SDS）胶束中的“解折叠”的细菌视紫红质有四个折叠的跨膜α-螺旋，而其余的蛋白则位于胶束－水界面并且可取不同的非天然的两性分子的结构类型。在这样的去污剂失活的和天然态之间的自由能差相似于水溶性蛋白的稳定性（< 10 kcal/mol）。α-螺旋跨膜蛋白在体外（in vitro）的再折叠在技术上是困难的。有相对较少的成功再折叠实验的例子，比如像对细菌视紫红质的实验。在体内（in vivo）通常所有这样的蛋白是在大的膜易位子（translocon）中翻译折叠的。易位子通道对新生的跨膜α-螺旋提供了一种高度异质的环境。相对极性的两性α-螺旋可以接受在易位子中的跨膜定向（尽管它可能是在膜表面或“在体外”解折叠），因为它的极性残基可以面对中心充水的易位子通道。这样的机制对于将极性的α-螺旋结合到跨膜蛋白的结构中是必需的。如果蛋白保持解折叠和附着在易位子上的时间太长，它会被专门的“质量控制”细胞体系所降解。根据化学变性研究，β-筒状蛋白的稳定性与水溶性蛋白的稳定性相似。它们“在体内”的折叠被水溶性分子伴侣如，蛋白Skp所易化。. 它们包括，:注释：n和S分别代表贝塔折叠链的数目和剪切次数 of the beta-barrelTransporter Classification database（英语：Transporter Classification database）