Una proteina transmembrana è una proteina che copre l’intera lunghezza della membrana cellulare. È incorporato tra i fosfolipidi, fornendo un canale attraverso il quale molecole e ioni possono passare nella cellula. Le proteine ??transmembrane facilitano anche la comunicazione tra le cellule interagendo con i messaggeri chimici. Molti processi biologici, come il metabolismo del glucosio e la produzione di acidi grassi, vengono attivati ??dopo l’attivazione di una particolare proteina transmembrana.
Il recettore dell’insulina è un esempio di una proteina transmembrana che interagisce con un messaggero chimico, cioè l’insulina. Il recettore agisce come bersaglio sulla superficie della cellula per la molecola di insulina. Dopo che la molecola si aggancia al recettore, il recettore rilascia tipicamente sostanze chimiche che causano il movimento di un trasportatore di glucosio sulla superficie della cellula. Ciò consente alla cellula di assorbire grandi quantità di glucosio dall’ambiente esterno, portando al metabolismo del glucosio e infine alla produzione di energia.
Un altro lavoro della proteina transmembrana è di trasferire gli ioni, come sodio e potassio, attraverso la membrana cellulare per mantenere l’ambiente chimico. Alcune celle non possono eseguire attività specifiche se i canali ionici non funzionano correttamente. Un esempio importante di ciò è rappresentato dai canali ionici dipendenti dalle tensioni delle cellule nervose. Nello stato di riposo, il canale ionico è in genere chiuso, impedendo agli ioni di attraversare la membrana. Non appena viene rilevato uno stimolo, come un taglio o un’ustione, un impulso nervoso viene inviato da un’estremità della cellula nervosa all’altra estremità. Ciò può verificarsi solo se i canali ionici si aprono e consentono agli ioni di fluire attraverso la membrana cellulare.
Per organizzarsi correttamente, le cellule richiedono anche proteine ??transmembrane per esaminare l’ambiente in cui risiede la cellula. Ad esempio, le cellule muscolari si organizzano generalmente attorno ad altre cellule muscolari, mentre le cellule della pelle si organizzano attorno ad altre cellule della pelle. Le integrine sono un’ampia categoria di proteine ??transmembrane che svolgono questa funzione organizzativa. Le integrine ancorano le cellule ai substrati, facilitando la migrazione cellulare e la guarigione delle ferite. La crescita, la divisione e la morte di una cellula dipendono generalmente dai segnali ricevuti dalle integrine.
Una proteina transmembrana può essere classificata come alfa elicoidale o beta barrel, a seconda di come è organizzata la catena proteica. Le proteine ??alfa elicoidali sono costituite da una singola catena mentre le proteine ??del barile beta hanno diverse catene di proteine ??organizzate fianco a fianco. La proteina alfa elicoidale è generalmente arrotolata e la proteina beta barrel è attorcigliata in una struttura chiusa che ricorda un barile.