Protein membran dan fungsinya

Protein membran adalah protein pengikat yang memediasi konduksi ion atau molekul ke dalam dan keluar dari membran sel. Ini memiliki tiga jenis utama, yaitu protein membran integral, perifer dan lipid-berlabuh. Protein membran adalah konstituen utama dari membran sel yang berkontribusi pada struktur membran plasma.

Penempelan protein membran ke membran sel bilayer fosfolipid dapat bersifat sementara atau permanen. Lapisan biologis memiliki lebih dari ratusan protein, dengan orientasi yang ditentukan.

Membran sel memiliki banyak protein yang membantu zat lain melintasi membran. Model Fluida Mosaik menggambarkan sifat biologis membran plasma. Silia dan flagela merupakan perpanjangan dari membran plasma. Dapatkah sesuatu atau segala sesuatu bergerak ke dalam atau keluar dari sel? Tidak. Ini adalah membran plasma semipermeabel yang menentukan apa yang bisa memasuki dan meninggalkan sel.

Jadi, jika tidak semuanya bisa menyeberangi membran, bagaimana zat tertentu dapat menyeberang?

Pengertian Protein Membran

Protein membran adalah dapat didefinisikan sebagai protein konstitutif dan non-konstitutif yang melekat pada membran fosfolipid bilayer di lokasi yang berbeda dengan baik yang seluruhnya atau sebagian merentang bilayer. Lokasi berbagai protein membran dalam membran sel biologis bertanggung jawab atas asimetri membran dan disebut sebagai “sisi membran”. Beberapa protein membran berkomunikasi dengan zat ekstraseluler, sementara beberapa berinteraksi dengan bahan protoplasma dalam.

Perakitan Protein Membran

Seperti yang kita semua ketahui, protein terbentuk melalui terjemahan mRNA oleh asosiasi ribosom dan transfer RNA. Ribosom akan mensintesis urutan sinyal benar atau segmen TM non-cleavable dari terminal-N. Segmen hidrofobik dari residu asam amino akan melakukan perjalanan melalui terowongan ribosom menuju lokasi keluar.

Membran plasma mengandung molekul selain fosfolipid, terutama lemak dan protein lainnya. Molekul-molekul hijau pada Gambar di bawah, misalnya, adalah kolesterol lipid. Molekul kolesterol membantu membran plasma mempertahankan bentuknya. Banyak protein dalam membran plasma membantu zat lain menyebrangi membran.

Beberapa protein kompleks hadir dalam membran sel, yang disebut sebagai “Translocon” yang menyediakan terowongan ribosom untuk pelepasan dan penyisipan protein yang baru disintesis. Proses ribosom melepaskan segmen Tm relatif terhadap urutan mRNA yang dikodekan. Signal receptor particle (SRP) berikatan dengan kompleks rantai polipeptida yang masuk, mengakomodasi urutan sinyal dalam konformasi alfa-heliks dan menghentikan terjemahan.

Reseptor SR berinteraksi dengan ribosom dan SRP dan menyebabkan perubahan konformasi pada SRP, memungkinkan transfer rantai ribosom yang baru lahir. Setelah selesainya sintesis protein, ribosom terlepas dari translokon, dan protein membran yang dilepaskan mengasumsikan konformasi 3D akhir mereka.

membran plasmaMembran sel juga mengandung beberapa jenis protein. Protein membran adalah molekul protein yang melekat, atau berhubungan dengan, membran sel atau organel.

Jenis Protein membran

Protein membran dapat dimasukkan ke dalam dua kelompok berdasarkan bagaimana protein dikaitkan dengan membran.

Protein membran integral secara permanen tertanam dalam membran plasma. Mereka memiliki berbagai fungsi penting. Fungsi tersebut termasuk penyaluran atau mengangkut molekul melintasi membran. Protein integral lainnya bertindak sebagai reseptor sel. Protein membran integral dapat diklasifikasikan menurut hubungan mereka dengan bilayer:

protein membran plasma
Beberapa protein membran membentuk suatu sistem transportasi utama yang menggerakkan molekul dan ion melalui kutub fosfolipid bilayer.
  • Protein transmembran span di seluruh membran plasma. Protein transmembran ditemukan di semua jenis membran biologis.
  • Protein Integral monotopic secara permanen melekat hanya dari satu sisi membran.

Beberapa protein membran integral bertanggung jawab untuk adhesi sel (menempelkan sel ke sel lain atau permukaan). Di luar membran sel dan melekat pada beberapa protein adalah rantai karbohidrat yang bertindak sebagai label yang mengidentifikasi jenis sel. Ditunjukkan pada Gambar di bawah ini adalah dua jenis protein membran dan molekul terkait.

Protein membran perifer adalah protein yang hanya sementara terkait dengan membran. Mereka dapat dengan mudah dihilangkan, yang memungkinkan mereka untuk terlibat dalam pensinyalan sel. Protein perifer juga dapat melekat pada protein membran integral, atau mereka dapat menempel ke sebagian kecil dari lapisan ganda lipid sendiri. Protein membran perifer sering dikaitkan dengan saluran ion dan reseptor transmembran. Kebanyakan membran protein perifer adalah hidrofilik.

Protein Integral

Protein Integral adalah sebagai protein intrinsik yang dapat menembus semua melalui membran bilayer fosfolipid, dan juga disebut sebagai “protein transmembran”. Protein integral memiliki domain dalam sitoplasma dan menuju ujung ekstraseluler dari bilayer lipid. Ini dapat memiliki segmen spanning tunggal atau ganda, dan berkontribusi sekitar 25-30% dari semua protein yang dikodekan.

Protein integral adalah “Amphipathic” yang terdiri dari daerah hidrofilik dan hidrofobik. Bagian yang berada di antara lapisan ganda fosfolipid menunjukkan karakter hidrofobik, sedangkan sisanya yang menonjol ke luar menunjukkan perilaku hidrofilik. Karena fluiditas membran, protein ini dapat bergerak lateral dalam membran sel biologis. Ini melekat erat pada membran sel.

Dengan demikian, protein integral tidak mudah dipisahkan, membutuhkan penggunaan deterjen ionik dan non-ionik seperti SDS dan Triton X-100, masing-masing. SDS menolak struktur protein, sedangkan Triton X-100 tidak mengubah konformasi protein. Oleh karena itu, pelarutan protein oleh deterjen membantu kita mempelajari komposisi asam amino, berat molekul, dll.

Protein integral dapat berupa Monotopic dan Polytopic. Protein integral monotopik terdiri dari alfa heliks koil tunggal, sedangkan protein integral polipopik terdiri dari kombinasi alfa heliks melingkar. Tidak semua protein transmembran mengandung alfa-heliks, beberapa juga terdiri dari lembaran beta-barel. Glycophorin-A adalah contoh terbaik dari protein integral yang ditemukan dalam eritrosit, terdiri dari 131 residu asam amino dan terutama terdiri dari glikoprotein.

Protein transmembran yang memiliki heliks alfa umumnya mengandung residu asam amino hidrofobik 21-26, yang mengalami penggulungan untuk membentuk alfa-heliks dan untuk memfasilitasi rentang membran bilayer. Beberapa protein transmembran terdiri dari untai-untai beta yang diatur secara antiparalel yang disebut sebagai beta-barel. Porin beta-barrel mengandung 16 lembar beta-helai antiparalel, yang bagian dalamnya sangat hidrofilik dengan eksterior hidrofobik.

Protein Perifer

Ini juga disebut sebagai “protein ekstrinsik” yang berhubungan dengan bilayer lipid oleh interaksi ikatan elektrostatik dan hidrogen yang lemah. Protein perifer mudah dipisahkan oleh paparan di bawah pH tinggi dan pengobatan dengan konsentrasi garam tinggi. Ini baik terletak langsung di kepala kutub membran bilayer fosfolipid atau secara tidak langsung pada saluran transmembran.

Protein perifer membantu dalam penahan, dukungan sel, dan transmisi sinyal transmembran. Itu tidak berinteraksi dengan inti hidrofobik membran sel. Protein perifer larut dalam air dan jumlahnya lebih tinggi daripada protein integral. Protein ekstrinsik kurang bergerak.

Protein terkait Lipid

Ini disebut sebagai “Protein terkait lipid” yang berikatan kovalen dengan membran lipid baik melalui rantai asam lemak, gugus prenil atau sering melalui kompleks oligosakarida. Ketika protein perifer melekat dengan membran lipid melalui hubungan glikosilfosfatidlinositol, maka itu akan disebut sebagai “protein yang terikat dengan GPI”.

Protein terkait lipid memiliki sifat khas yang terletak di kedua sisi membran sel biologis. Itu milik kelas “Proteolipid”. Protein terkait prenylated, fatty acylated dan glycosylphosphatidylinositol adalah tiga jenis protein berlabuh lipid yang berbeda. Kelompok protein ini dapat memiliki beberapa kelompok lipid dan dapat berfungsi sebagai enzim hidrolitik, molekul adhesi, protein reseptor dll.

Model Fluida Mosaik

Pada tahun 1972 S.J. Singer dan GL Nicolson mengusulkan dan sekarang diterima secara luas Model Fluid Mosaic untuk struktur membran sel. Model ini mengusulkan bahwa protein membran integral tertanam dalam lapisan ganda fosfolipid, seperti yang terlihat pada Gambar di atas. Beberapa protein ini memanjang ke semua jalan melalui bilayer, dan beberapa hanya sebagian di atasnya. Protein membran ini bertindak sebagai protein transpor dan reseptor protein.

Model mereka juga mengusulkan bahwa membran berperilaku seperti cairan, bukan padatan. Protein dan lipid membran menggerakan membran, seperti pelampung di dalam air. Seperti gerakan ini menyebabkan perubahan konstan dalam “pola mosaik” dari membran plasma.

Ekstensi dari Plasma Membran

Membran plasma mungkin memiliki ekstensi, seperti cambuk seperti flagela atau sikat seperti silia. Dalam organisme bersel tunggal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah ini, ekstensi membran dapat membantu organisme bergerak. Pada organisme multiseluler, ekstensi memiliki fungsi lain. Sebagai contoh, silia pada sel paru-paru manusia berfungsi untuk menyapu partikel asing dan lendir ke mulut dan hidung.

Flagela dan Silia
Flagela dan Silia. Silia dan flagela merupakan ekstensi dari membran plasma dari banyak sel.

Fungsi Protein membran

Kandungan lipid dari membran sel membantu dalam pembentukan penghalang semipermeabel, tetapi protein membran melakukan sisa tugas-tugas lain seperti adhesi sel, transduksi sinyal, konduksi ion, penahan sel, dan banyak lagi tugas.

Ringkasan

Membran sel memiliki banyak protein yang membantu zat lain melintasi membran. Model Fluid Mosaik menggambarkan sifat biologis membran plasma. Silia dan flagela merupakan perpanjangan dari membran plasma.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *