Membrane-Spanning Helices and β-Barrels

Membrane-spanning proteins can cross the cell membrane more than once. Their transmembrane chain usually folds into either an alpha-helix or a beta-strand. Alpha-helix multi-pass proteins are common, while beta-strand proteins are found mainly in gram-negative bacteria, mitochondria, and chloroplasts.

在多次跨膜蛋白中，多个跨膜结构域之间的相互作用决定了其结构与功能。

G蛋白偶联受体是膜蛋白中最大的家族。它们包含七段跨膜α-螺旋，可在细胞的胞外与胞内环境之间传递信号。

相比之下，许多形成通道的膜蛋白（如孔蛋白）包含多条蛋白质的β-链。这些β-链通过形成氢键构成连续的圆柱形β-片层，从而形成一种称为β-桶的刚性环状结构。

这些链中的氨基酸在极性残基和非极性残基之间交替排列。非极性基团朝向桶状结构的外侧，并与疏水性膜相互作用。

极性侧链朝向内侧的亲水性开口，该开口形成了一条从细胞外到细胞内的通道，允许小分子极性溶质通过。