Белки могут перемещаться вокруг мембраны.

Большинство белков перемещаются внутри мембраны. Мембрана представляет собой жидкий кристалл и ведет себя как жидкость . В частности, это связано с тем, что мембрана находится в гелеобразном состоянии. Это состояние геля обеспечивает фазовое поведение , что означает, что белок может перемещаться по поверхности. Это приводит к эффекту, который часто называют жидкостно-мозаичной моделью .

Белки имеют тенденцию не выходить из мембраны.

Белок не покидает мембрану из-за того, что трансмембранная спираль очень гидрофобна. Эта гидрофобность и гидрофобность липидных хвостов означает, что они самоассоциируются. Лучший способ описать это - то, что они яростно отделяются от воды. Молекулярно-динамическое моделирование показало, что даже при моделировании мембрана легко самособирается благодаря своей гидрофобности.

Это достигается за счет нескольких свойств последовательности TMH. Существует большое количество гидрофобных остатков, таких как лейцин. На обоих концах спирали находятся большие ароматические остатки, называемые ароматическим поясом. Далее идет электростатическое удовлетворение, обеспечиваемое знаменитым правилом положительного внутреннего положения Гуннара фон Хейне и недавно выявленным правилом отрицательного внешнего, присутствующим в спиралях с эволюционным давлением для оптимизации закрепления.

(Источник изображения: Бейкер и др ., 2017 г. )

Саймер и др. опубликовали исследование , показывающее свободную энергию, связанную с каждой частью трансмембранной белковой спирали (рисунок ниже). Общий ΔG для трансмембранной спирали в мембране составляет ~-12 ккал моль ^-1 . Это означает, что ассоциация спирали в мембране обычно происходит спонтанно.

(Источник изображения: Саймер и др., 2015 г. )

Ни в одном другом ответе об этом не упоминалось, поэтому я создал учетную запись, чтобы сказать это.

Некоторые мембранные белки не двигаются. Это связано с тем, что они фиксируются в этом положении в мембране за счет цитоскелета. Эритроциты являются хорошим примером этого.

Основным белком, иммобилизованным в мембране эритроцитов, является белок Band 4.1, иммобилизованный спектрином.

Спектрин образует тетрамер (2 димера вместе), который действует как цепь/веревка, соединяющая мембранные белки и фиксирующая их на месте. Спектрин соединяется с белком Band 4.1 (также с актином, но менее важным).

Спектрин также связывается с белком полосы 3 (через анкирин, просто белок, который соединяет спектрин с полосой 3). Группа 3 — это анионный канал (для HCO3- и Cl-, которые важны для функционирования эритроцитов. Вы хотите, чтобы эти белки группы 3 оставались равномерно распределенными, поэтому они должны быть зафиксированы в мембране, чтобы убедиться)

Некоторым мембранным белкам важно не двигаться. В противном случае клетка в некоторых случаях потеряет свою функцию (например, эпителиальные клетки кишечника), представьте, если SGLUT-1 (переносчик глюкозы + галактозы) переместится с люминальной стороны (обращенной к люмену) на базолатеральную сторону (другая сторона) ... что Как вы думаете, происходит ли это с его способностью поглощать глюкозу из просвета кишечника?

Наконец, в качестве бонуса, некоторые мембранные белки также фиксируются в плазматической мембране растений (не перемещаются) клеточной стенкой.

В любом случае, если вам наскучило, что кто-то тут же скажет: «жидко-мозаичная модель означает, что белки всегда перемещаются!» тогда прочитай мой ответ

В мембране присутствуют два типа белков, поскольку вы не указали конкретный тип белка, о котором вы говорите, я буду считать, что вы говорите об интегральных мембранных белках. Для большей ясности я начну с объяснения вам, что это за белки, присутствующие в мембране. Как я уже сказал, есть два типа белков 1 .

1. Интегральные мембранные белки – это белки, находящиеся внутри мембраны.
2. Периферические мембранные белки - это белки, присутствующие вне мембраны с обеих сторон, связанные посредством слабых электростатических взаимодействий с липидами или интегральными мембранными белками.

Как видно из приведенной ниже схемы. [2]

Вы не совсем поняли, о каком типе белка вы говорите, поэтому я предполагаю, что вы говорите об интегральных белках. В двух словах вы заявили, что белок гидрофильен, поэтому он должен выходить из мембраны, поскольку мембрана гидрофобна. (поправьте меня, если я ошибаюсь здесь). Вы здесь сильно ошибаетесь. Да, в белке присутствуют R-группы, но когда белок претерпевает переходы во вторичную и третичную структуру, эти гидрофильные R-группы перемещаются вглубь структуры белка, а гидрофобные группы оказываются снаружи, обращенными к липидному морю, поэтому они могут устанавливать гидрофобные взаимодействия с липиды.

Интегральные белки не выходят за пределы мембраны из-за сильных гидрофобных взаимодействий.

Но они движутся внутри мембраны. По структуре мембрана жидко-мозаичная. Представьте, что белки плавают в море липидов.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26878/ 1 = Принципы биохимии Ленингера. [2] = http://cbc.arizona.edu/classes/bioc462/462a/NOTES/LIPIDS/Membranes.html для изображения.