Другой важной группой интегральных белков являются белки, которые служат для маркировки идентичности клетки, чтобы она могла быть распознана другими клетками. Рецептор - это разновидность узнаваемого белка, который может селективно связывать определенную молекулу вне клетки, и это связывание вызывает химическую реакцию внутри клетки.
Лиганд - это специфическая молекула, которая связывается с рецептором и активирует его. Некоторые интегральные белки выполняют двойную роль и как рецептор, и как ионный канал. Одним из примеров взаимодействия рецепторов-лигандов являются рецепторы на нервных клетках, связывающие нейромедиаторы, такие как дофамин.
Когда дофаминовая молекула связывается с дофаминовым белком рецептора, открывается канал внутри трансмембранного белка, позволяющий определенным ионам поступать в клетку. Некоторые интегральные белки мембраны являются гликопротеинами. Гликопротеин - это белок, к которому прикреплены углеводные молекулы, проникающие во внеклеточный матрикс.
Прикрепленные бирки углеводов на гликопротеинах облегчают распознавание клеток. Углеводы, выходящие из белков мембраны и даже из некоторых мембранных липидов, вместе образуют гликокаликс. Гликокаликс представляет собой пушистое покрытие вокруг клетки, образованное из гликопротеинов и других углеводов, прикрепленных к клеточной мембране.
Гликокаликс может играть различные роли. Например, он может иметь молекулы, которые позволяют клетке связываться с другой клеткой, может содержать рецепторы гормонов или ферменты, расщепляющие питательные вещества. Гликокаликс, найденный в организме человека, является продуктом его генетического строения. Он придает каждой из триллионов клеток индивидуума "идентичность" принадлежности к его организму.
Эта идентичность является основным способом, которым клетки иммунной защиты человека "знают", чтобы не нападать на собственные клетки организма человека, но именно поэтому трансплантируемые органы могут быть отвергнуты. Периферийные белки обычно находятся на внутренней или внешней поверхности липидного бислоя, но также могут быть прикреплены к внутренней или внешней поверхности цельного белка.
Эти белки обычно выполняют определенную функцию для клетки. Некоторые периферийные белки на поверхности клеток кишечника, например, действуют как пищеварительные ферменты, расщепляя питательные вещества до размеров, которые могут проходить через клетки и попадать в кровоток.
Перенос через клеточную мембрану
Одним из важных свойств клеточной мембраны является ее способность регулировать концентрацию веществ внутри клетки. Эти вещества включают ионы, такие как Ca++, Na+, K+ и Cl-; питательные вещества, включая сахар, жирные кислоты и аминокислоты; и отходы, в частности углекислый газ (CO2), которые должны покидать клетку.
Липидная двухслойная структура мембраны обеспечивает первый уровень контроля. Фосфолипиды плотно упаковываются вместе, а мембрана имеет гидрофобную внутреннюю поверхность. Такая структура обеспечивает селективную проницаемость мембраны. Мембрана, обладающая селективной проницаемостью, позволяет проходить сквозь нее без посторонней помощи только веществам, отвечающим определенным критериям.
В случае клеточной мембраны только относительно небольшие, неполярные материалы могут перемещаться через липидный бислой (помните, что липидные хвосты мембраны являются неполярными). В качестве примера можно привести другие липиды, кислород и углекислый газ, а также алкоголь. Однако водорастворимые вещества, такие как глюкоза, аминокислоты и электролиты, нуждаются в некоторой помощи для пересечения мембраны, поскольку они отталкиваются гидрофобными хвостами фосфолипидного бислоя.
Все вещества, проходящие через мембрану, проходят через нее одним из двух общих методов, которые классифицируются в зависимости от того, требуется энергия или нет. Пассивная транспортировка - это перемещение веществ через мембрану без расхода клеточной энергии. Активная транспортировка, напротив, представляет собой перемещение веществ через мембрану с использованием энергии аденозинтрифосфата (АТФ).
