Protéines intégrales vs protéines périphériques
Les protéines sont considérées comme des macromolécules, constituées d'une ou plusieurs chaînes polypeptidiques. Les chaînes polypeptidiques sont constituées d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. La structure primaire d'une protéine peut être déterminée par la séquence d'acides aminés. Certains gènes codent pour de nombreuses protéines. Ces gènes déterminent la séquence des acides aminés, déterminant ainsi leur structure primaire. Les protéines intégrales et périphériques sont considérées comme des «protéines de la membrane plasmique» en raison de leur présence. Ces protéines sont généralement responsables de la capacité d'une cellule à interagir avec l'environnement externe.
Protéine intégrale
Les protéines intégrales se trouvent principalement entièrement ou partiellement submergées dans la bicouche phospholipidique de la membrane plasmique. Ces protéines ont à la fois des régions polaires et non polaires. Les têtes polaires dépassent de la surface de la bicouche tandis que des régions non polaires y sont intégrées. Habituellement, seules les régions non polaires interagissent avec le noyau hydrophobe de la membrane plasmique en établissant des liaisons hydrophobes avec les queues d'acides gras des phospholipides.
Les protéines intégrales qui couvrent toute la membrane de la surface interne à la surface externe sont appelées protéines transmembranaires. Dans les protéines transmembranaires, les deux extrémités qui font saillie hors de la couche lipidique sont des régions polaires ou hydrophiles. Les régions médianes sont non polaires et ont des acides aminés hydrophobes à leur surface. Trois types d'interactions permettent d'intégrer ces protéines dans la bicouche lipidique, à savoir les interactions ioniques avec les têtes polaires des molécules de phospholipides, les interactions hydrophobes avec les queues hydrophobes des molécules de phospholipides et les interactions spécifiques avec certaines régions de lipides, glycolipides ou oligosaccharides.
Protéine périphérique
Les protéines périphériques (protéines extrinsèques) sont présentes sur la bicouche de phospholipides la plus interne et la plus externe. Ces protéines sont liées de manière lâche à la membrane plasmique soit directement par des interactions avec les têtes polaires des phospholipides bicouche, soit indirectement par des interactions avec des protéines intégrales. Ces protéines constituent environ 20 à 30% des protéines membranaires totales.
La plupart des protéines périphériques se trouvent sur la surface la plus interne ou la surface cytoplasmique de la membrane. Ces protéines restent liées soit par des liaisons covalentes avec des chaînes grasses, soit par un oligosaccharide aux phospholipides.
Quelle est la différence entre les protéines intégrales et périphériques?
• Les protéines périphériques se trouvent à la surface de la membrane plasmique, tandis que les protéines intégrales se trouvent totalement ou partiellement submergées dans la couche lipidique de la membrane plasmique.
• Les protéines périphériques sont liées de manière lâche à la bicouche lipidique et n'interagissent pas avec le noyau hydrophobe entre deux couches de phospholipides. En revanche, les protéines intégrales sont étroitement liées et interagissent directement avec le noyau hydrophobe de la membrane plasmique. Pour ces raisons, la dissociation intégrale des protéines est plus difficile que les protéines périphériques.
• Des traitements légers peuvent être utilisés pour isoler les protéines périphériques de la membrane plasmique, mais pour l'isolement des protéines intégrales, des traitements doux ne suffisent pas. Pour rompre les liaisons hydrophobes, des détergents sont nécessaires. Ainsi, des protéines intégrales peuvent être isolées de la membrane plasmique.
• Après isolement de ces deux protéines de la membrane plasmique, les protéines périphériques peuvent être dissoutes dans des tampons aqueux neutres tandis que les protéines intégrales ne peuvent pas être dissoutes dans des tampons ou des agrégats aqueux neutres.
• Contrairement aux protéines périphériques, les protéines intégrales sont associées aux lipides lorsqu'elles sont solubilisées.
• Des exemples de protéines périphériques sont la spectrine des érythrocytes, le cytochrome C et l'ATP-ase des mitochondries et l'acétylcholinestérase dans les membranes d'électroplax. Des exemples de protéines intégrales sont les enzymes liées à la membrane, les récepteurs de médicaments et d'hormones, l'antigène et la rhodopsine.
• Les protéines intégrales représentent environ 70% tandis que les protéines périphériques représentent la partie restante des protéines de la membrane plasmique.
