膜貫通型タンパク質と末梢型タンパク質の違いとは?

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膜貫通タンパク質と周辺タンパク質の大きな違いは、膜貫通タンパク質が細胞膜全体にまたがるインテグラル膜タンパク質の一種であるのに対し、周辺タンパク質は細胞膜に一時的にのみ付着する膜タンパク質の主な種類であることです

細胞膜に存在する膜タンパク質には、「膜貫通型」と「膜周辺型」の2種類があります。

膜貫通型タンパク質は、チャンネルや孔を形成して、膜を越えて分子を移動させる。

一方、細胞外表面に存在する周辺タンパク質は、細胞間のシグナル伝達や相互作用を担っている。

そして、細胞質表面に沿った周辺タンパク質は、細胞内シグナル伝達経路のトリガー、細胞骨格タンパク質のアンカーリングなどを担っている。

主な対象分野

  1. 膜貫通型タンパク質とは?
         – 定義、構造、機能
  2. 周辺蛋白質とは
         – 定義、構造、機能
  3. 膜貫通型タンパク質と周辺タンパク質の共通点とは
         – 共通点の概要
  4. 膜貫通型タンパク質と周辺タンパク質の違いは?
         – 比較 o 主な相違点

この記事の重要な単語

細胞膜タンパク質、内在性膜タンパク質、末梢性タンパク質、膜貫通タンパク質

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膜貫通型タンパク質とは?

膜貫通型タンパク質は、積分型膜タンパク質の一種である

一般に、膜蛋白質には2つのタイプがあります。

膜貫通型タンパク質、あるいはインテグラルポリトピック型タンパク質とインテグラルモノトピック型タンパク質です。

基本的に、膜貫通型タンパク質は、細胞膜全体を覆っている膜タンパク質の主要なタイプです。

一方、インテグラル・モノトピックタンパク質は、細胞膜の片側からのみ結合し、細胞膜をまたぐことはない。

さらに、膜を通過する回数によって、シングルパス膜タンパク質とマルチパス膜タンパク質に分類される。

さらに、膜貫通型タンパク質の疎水性側鎖は、同じく疎水性である脂質二重層中の脂肪酸アシル基と相互作用する役割を担っており、膜貫通型タンパク質が膜を貫通することで、脂質二重層中の脂肪酸アシル基が除去される。

また、この膜貫通ドメインは、αヘリックスであったり、複数のβストランドであったりする。

 さらに、細胞膜のどちらかの側の水性媒体に伸びるドメインは親水性です。

膜貫通型タンパク質の主な機能は、細胞膜を越えて選択された物質の輸送を可能にするゲートウェイとして機能することである

これらのゲートウェイやチャネルは、膜貫通型タンパク質の構造変化によって開閉することができる。

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膜タンパク質のうち、2種類あるうちの1つがペリフェラルタンパク質です。

一般に、膜タンパク質は2種類に分けられる。

それは、積分型膜タンパク質と周辺部タンパク質です。

ここで、積分型膜タンパク質とは、細胞膜に完全に、あるいは不完全にまたがって、永久に結合しているタンパク質のことである

一方、周辺タンパク質は、疎水性、静電性、その他の非共有結合性相互作用の組み合わせにより、一時的に脂質二重層または内在性タンパク質に結合する。

Transmembrane vs Peripheral Proteins:図2 膜タンパク質

さらに、周辺タンパク質は、細胞膜の両表面(細胞外表面または細胞質表面)に局在する。

これらの細胞膜外周辺タンパク質は、細胞シグナル伝達や細胞間相互作用において重要な役割を担っている。

一方、細胞質表面に存在する周辺タンパク質は、主にプロテインキナーゼCという酵素で、シグナル伝達に関与している。

一方、細胞質側の周辺タンパク質の一部は、細胞骨格タンパク質です。

膜貫通型タンパク質と末梢型タンパク質の類似性

  • 膜貫通型タンパク質と膜周辺型タンパク質は、細胞膜に存在する2種類のタンパク質です。
  • 生体内では一般的なタンパク質の一種です。
  • 一般に、ゲノム上の遺伝子の20-30%が膜タンパク質にコードされている。
  • また、生物の生存に不可欠な多くの機能を担っている。
  • また、医薬品のターゲットとしても重要なタンパク質です。

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定義

膜貫通型とは、膜を通過してイオンや分子の通り道となる膜タンパク質の一種であり、末梢型とは、結合している生体膜に一時的にしか付着しない膜タンパク質の一種を指す

したがって、これが膜貫通型タンパク質と末梢型タンパク質の大きな違いです。

対応

さらに、膜貫通型タンパク質は2種類の膜タンパク質のうちの1つであり、膜周辺型タンパク質は2種類の膜タンパク質のうちの1つです。

内在的か外在的か

膜貫通タンパク質と周辺タンパク質のもう一つの大きな違いは、膜貫通タンパク質が内在性タンパク質であるのに対し、周辺タンパク質は外在性タンパク質であるということです。

細胞膜での存在感

さらに、膜貫通型タンパク質は細胞膜の全体にまたがっており、周辺型タンパク質は細胞膜の細胞外表面と細胞質表面の両方に存在している。

細胞膜成分への結合の種類 ### 細胞膜成分への結合の種類

さらに、膜貫通型タンパク質は細胞膜構成要素に永久的に結合し、周辺型タンパク質は細胞膜構成要素に一時的に結合する。

結合方式

また、膜貫通型タンパク質の疎水性側鎖は膜リン脂質の脂肪アシル基と相互作用し、周辺タンパク質は膜脂質の頭部基と間接的な相互作用、あるいは膜貫通型タンパク質と直接的な相互作用を形成している。

解離の方法

このほか、膜貫通型タンパク質は洗剤や非極性溶媒、場合によっては変性剤などを用いて細胞膜から解離させることができ、周辺タンパク質はpHを高めた溶液や塩濃度の高い溶液などの極性試薬で処理することによって細胞膜から解離させることができる。

機能

膜貫通タンパク質と周辺タンパク質の違いも、その機能から確認することができます。

膜貫通型タンパク質は、チャンネルや孔を形成して、膜を越えて分子を移動させる。

一方、細胞外表面にある周辺タンパク質は、細胞間のシグナル伝達や相互作用を担っている。

しかし、細胞質表面に沿った周辺タンパク質は、細胞内シグナル伝達経路のトリガー、細胞骨格タンパク質のアンカーなどを担っている。

結論


基本的に膜貫通型タンパク質は積分型膜タンパク質の一種であり、細胞膜を完全に貫通している

また、親水性分子の細胞膜への出入りを容易にするチャネルや孔の役割も果たす。

一方、周辺部タンパク質は膜タンパク質の一種で、内在性膜タンパク質またはリン脂質に結合する

また、細胞外表面、細胞質表面など、細胞膜の両表面に存在する。

また、細胞内ではシグナル伝達経路に関与するなど、多くの機能を担っている。

しかし、膜貫通型タンパク質と末梢型タンパク質の大きな違いは、細胞膜に存在することとその機能です。

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