12.10: 单通道跨膜蛋白

整合膜蛋白与细胞膜紧密结合，在分子的细胞通讯、信号传导、粘附和运输中起着至关重要的作用。一些整合膜蛋白仅存在于膜单层中。例如，脂肪酸酰胺水解酶存在于膜单层的细胞质侧。相比之下，另一种类型的整合膜蛋白，也称为跨膜蛋白，跨越膜。跨膜蛋白包含细胞质、跨膜和外质结构域。尚未发现仅嵌入膜中而没有外质或细胞质结构域的蛋白质。

单通道膜蛋白，如受体酪氨酸激酶，仅包含一个跨膜 α-螺旋结构域。在大多数膜蛋白中，跨膜结构域是包含约 20-30 个非极性氨基酸的 α-螺旋。跨膜蛋白 α-螺旋中的这个特征氨基酸序列用于使用水疗法图鉴定蛋白质中存在的潜在跨膜结构域。将氨基酸从水性介质转移到脂质介质所需的自由能用于生成水解图。多肽片段的平均能量值提供了有关蛋白质中存在的潜在跨膜结构域的信息。水疗法图可以帮助确定特定蛋白质是单通道膜蛋白还是多通道膜蛋白。

跨膜蛋白在细胞与细胞外环境的相互作用中起着至关重要的作用。因此，跨膜蛋白是超过 50% 的可用药物的靶标，具有很高的药理学意义。更好地了解跨膜蛋白的结构和功能有助于了解几种疾病的发病机制和相关药物发现。