Интегральные мембранные белки обладают функциональной асимметрией, т.е. имеют два разных домена белков, выполняющих разные функции. эти белки имеют аминокислотные остатки Tyr и Trp на границе раздела между липидом и водой. Поскольку эти аминокислоты имеют двойную природу, их боковые цепи могут взаимодействовать как с внеклеточной водной средой, так и с гидрофобной липидной фазой, и еще одно обобщение относительно расположения аминокислот. к бислою описывается «правилом положительного внутреннего»: положительно заряженные остатки Lys, His и Arg мембранных белков чаще встречаются в цитоплазматической фазе мембран. Мой вопрос заключается в том, почему только положительно заряженные аминокислоты обращены к цитоплазме, а почему нет здесь предпочтительны отрицательно заряженные аминокислоты или другие аминокислоты?
Некоторые мысли по этому поводу. Прежде всего, правило положительного внутреннего, предложенное Гуннаром фон Хейне, является эмпирическим правилом, основанным на наблюдениях, а не на основе теоретических соображений, поэтому любое объяснение является просто попыткой рационализации.
Сказав это, вот три из этих рационализаций:
мембранный потенциал внутри обычно отрицателен. Это создаст электростатическую тенденцию боковых цепей основных аминокислот оставаться внутри.
большинство головных групп фосфолипидов являются либо нейтральными, либо анионными (фосфатидилсерин, когда фосфат включен). Опять же, электростатическая сила благоприятствует основным остаткам внутри, поскольку для их перемещения потребуется преодолеть их взаимодействие с отрицательно заряженной поверхностью мембраны.
значения pK основных боковых цепей (лизина и аргинина) намного дальше от 7, чем у кислотных боковых цепей, так что, поскольку заряженные остатки должны быть нейтрализованы, чтобы пройти через бислой, депротонирование основных цепей является более энергетически невыгодным. боковых цепей, чем протонировать кислые.
Кэтрин Бриджес